하반신 마비환자에 다가와 입혀지는 도우미 로봇 나왔다

KAIST 공경철 교수 연구팀-엔젤로보틱스 ‘워크온슈트F1’
하반신 완전마비 장애인용 입는 로봇…타인 도움없이 착용
사이배슬론 2024 출전 “기술 초격차 보여줄 것”

ⓒ뉴시스

하반신 완전마비 중증 장애인을 위한 새로운 웨어러블 로봇이 일반에 공개됐다. 한국과학기술원(KAIST)과 민간기업의 합작품이다.

24일 KAIST 기계공학과 공경철 교수팀은 휠체어에 앉은 하반신 완전마비 장애인에 로봇이 직접 다가가 타인의 도움없이 바로 착용할 수 있도록 개발한 새로운 웨어러블 로봇을 공개했다.

이날 공개된 로봇은 엔젤로보틱스 협업해 탄생된 하반신마비 장애인용 웨어러블 로봇의 새로운 버전으로 ‘워크온슈트 F1(WalkON Suit F1)’다.

워크온슈트는 연구팀이 2015년부터 지속적으로 연구해 온 하반신마비 장애인을 위한 웨어러블 로봇으로 이날 선보인 로봇은 하반신마비 중에서도 중증도가 가장 높은 ASIA-A(완전마비)레벨을 대상으로 한다.

현재 엔젤로보틱스의 상용화를 통해 전국적으로 보급되고 있는 재활치료 및 근력 보조 웨어러블 로봇과는 개발 목적에 차이가 있다.

앞서 공 교수팀은 2016년에 워크온슈트1을 처음으로 발표한 뒤 2020년에 워크온슈트4를 발표하면서 보행속도를 시속 3.2㎞까지 끌어올려 비장애인의 정상 보행속도를 달성했다. 일상생활에서 마주할 수 있는 좁은 통로, 문, 계단 등의 장애물을 통과하는 기능도 선보였다.

이어 로봇을 착용키 위해 타인의 도움이 반드시 필요하다는 모든 웨어러블 로봇의 본질적인 문제해결에 나서 워크온슈트 F1을 개발하는데 성공했다.

이 로봇은 휠체어에서 내리지 않고 타인의 도움없이 로봇을 바로 착용할 수 있도록 후면 착용방식이 아닌 전면 착용방식이 적용됐다.

특히 로봇이 휴머노이드처럼 스스로 걸어와 착용자에게 다가오고 무게중심을 능동적으로 제어하는 기능이 있어 착용자가 로봇을 잘못 밀더라도 넘어지지 않고 균형을 유지할 수 있다.

휴머노이드와 웨어러블 로봇을 넘나드는 워크온슈트 F1의 디자인은 KAIST 산업디자인학과 박현준 교수가 맡았다.

웨어러블 로봇 본연의 기능도 대폭 개선돼 직립 상태에서는 두 손을 자유롭게 사용할 수 있는 것은 물론 지팡이 없이 수 걸음을 걸을 수 있도록 균형 제어성능이 향상됐다.

엔젤로보틱스와의 협업으로 로봇의 핵심부품인 모터와 감속기, 모터드라이버, 메인회로 등이 전부 국산화됐고 모터와 감속기 모듈의 출력밀도는 기존 연구팀의 기술에 비해 약 2배(무게당 파워 기준), 모터드라이버의 제어성능은 해외 최고 기술 대비 약 3배(주파수 응답속도 기준) 향상됐다.

고가의 상위제어기를 사용하지 않고도 고급 모션제어 알고리즘을 안정적으로 구현할 수 있도록 모터드라이버의 임베디드 소프트웨어 기술이 고도화됐으며 장애물 감지를 위한 비전, 인공지능 적용을 위한 AI보드 등도 탑재됐다.

공 교수는 “워크온슈트는 장애인을 위한 웨어러블 로봇기술의 결정체”라면서 ”워크온슈트에서 파생된 수많은 부품, 제어, 모듈 기술들이 웨어러블 로봇 산업 전체의 표준을 제시하고 있다“고 밝혔다.

이날 공 교수팀은 워크온슈트F1을 공개하는 지리서 4년 만에 열리는 제3회 사이배슬론에 출전한다고 밝혔다. 27일 열리는 이번 대회는 박정수 연구원을 주장으로, 김승환 연구원(완전마비 장애인)이 선수로 참가할 예정이다.

이 대회는 지난 대회보다 미션의 난이도가 대폭 올랐고 미션 수도 6개에서 10개로 늘어났다.

사이배슬론 대회는 스위스에서 4년마다 개최되는 장애 극복 사이보그 올림픽이다. 이번 대회는 27일 일부 참가자는 스위스 현지에서, 일부는 각국의 경기장에서 생중계하는 하이브리드 방식으로 진행되며 공 교수팀은 엔젤로보틱스의 선행연구소(플래닛대전) 내에 설치된 경기시설에서 온라인으로 참가한다.

박정수 주장은 ”지난 대회에서 1등을 차지한 만큼 이번 대회에서는 순위 경쟁보다는 기술적 초격차를 보여주는 것이 목표다“고 포부를 밝혔다.

[대전=뉴시스]