총알-화염 공격에도 거뜬… 美, 장갑전투복 개발 성큼

[토요판 커버스토리/웨어러블 로봇의 세계]

2008년 개봉한 영화 ‘아이언맨’은 웨어러블 로봇의 매력을 세계에 알리는 계기가 됐다. 사실 아이언맨 이전부터 과학기술자들은 다양한 웨어러블 로봇 개발을 진행하고 있었다. 대학에서 시작했다는 점에서 출발은 같지만 진행 과정은 나라별로 조금씩 달랐다. 미국이 군사용에 집중했다면 범유럽권과 일본은 처음부터 의료재활용을 목표로 삼았다.

미, 군사용 웨어러블 로봇 선두주자

미국 록히드마틴이 만든 군사용 웨어러블 로봇 ‘헐크’를 입으면 91㎏의 군장을 메고 최대 시속 16㎞로 움직일 수 있다(위 사진). 2012년 런던 올림픽에서 하반신 마비 환자인 클레어 로머스 씨는 이스라엘 리워크로보틱스가 개발한 ‘리워크’를 착용하고 마라톤 풀코스를 완주했다. 록히드마틴·리워크로보틱스 제공

군사용에 집중 투자하는 미국의 대표 웨어러블 로봇은 이름과 어울리는 ‘헐크(HULC·Human Universal Load Carrier)’다. 미국 버클리 캘리포니아대에서 개발하고 록히드마틴이 생산한 헐크는 91kg의 군장을 메고 20km 거리를 최대 시속 16km로 움직일 수 있다. 2006년 첫 시험에 들어갔지만 최고 37kg에 달하는 무게에 병사들이 피로를 느끼고 자유로운 보행을 방해한다는 이유로 2011년 시험을 마지막으로 실전 배치되지 않았다.

이후 헐크 개발팀이 설립한 ‘엑소 바이오닉스’는 장애인 보행을 돕는 ‘이렉스(e-LEGS)’를 선보였다. 무게 20kg으로 시속 3.2km로 움직일 수 있으며 최대 6시간 작동이 가능하다.

헐크의 한계를 극복하기 위해 미 국방부고등연구계획국(DARPA)은 부드럽고 가벼우면서도 45kg 군장에 대한 부담을 25% 줄일 수 있는 슈트를 개발하는 ‘워리어 웹’ 프로젝트를 2011년 시작했다. 이에 하버드대 비스연구소는 무게가 6kg에 불과해 전투복 안에 입을 수 있고 사용 전력도 50W로 4시간 동안 운용할 수 있는 ‘엑소슈트’를 개발했다.

아이언맨형 슈트도 곧 선보일 예정이다. 미 특수작전사령부(SOCOM)는 총알과 화염을 견딜 수 있으면서 초인적인 힘과 속도를 제공하는 장갑전투복을 개발하는 ‘탈로스(TALOS)’ 프로젝트를 2014년 시작해 2018년 개발을 목표로 하고 있다.

범유럽권, 의료재활용 시장 주도

의료재활용 웨어러블 로봇 분야는 범유럽권이 일찌감치 주도권을 쥐었다. 세계 주요 병원에서 재활훈련 로봇으로 쓰이고 있는 ‘로코매트(LOCOMAT)’는 스위스 기업 호코마가 2005년 개발한 제품이다. 환자의 무릎과 고관절을 제어해 보행 재활을 돕는 용도로 정평이 나 있다.

2012년 영국 런던 올림픽에선 하반신이 마비된 여성이 웨어러블 로봇을 착용하고 42.195km 마라톤 풀코스를 16일에 걸쳐 완주하는 감동적인 스토리가 연출됐다. 이스라엘 기업 리워크 로보틱스가 개발한 로봇 ‘리워크(Rewalk)’의 공이 컸다.

리워크는 척수가 손상된 사람들이 일상에서 쓸 수 있도록 미국식품의약국(FDA)이 승인한 최초의 웨어러블 로봇에도 이름을 올렸다. 균형을 잡기 위해 지팡이가 필요하지만 등에 지는 배터리 무게가 1.8kg으로 가볍고 양다리를 지지하는 장비의 무게는 450g에 불과해 착용에 대한 거부감을 줄였다.

스위스 스타트업 누니가 개발한 외골격 슈트 ‘의자 아닌 의자’는 지난해 아우디 생산공장에서 작업자의 무릎과 발목 부담을 줄이는 데 기여하고 있다. 무게가 2.4kg에 불과하지만 100kg 이상을 지탱할 수 있다.

일, 웨어러블 로봇에서도 ‘로봇 강국’ 이미지

일본 사이버다인이 개발한 재활용 웨어러블 로봇 ‘할5(HAL-5)’는 착용자 근육의 전기신호를 감지해 움직인다. 사이버다인 제공

일본은 2020년 도쿄 올림픽 때 세계 로봇이 참여하는 올림픽도 함께 열겠다는 의지를 표명하며 로봇 산업의 선두주자 이미지를 세계에 각인시킬 전략을 세우고 있다. 웨어러블 로봇도 중요 전략 중 하나다.

일본 웨어러블 로봇의 대표주자는 쓰쿠바대가 2000년부터 개발을 시작해 사이버다인이 생산하고 있는 로봇 ‘할(HAL)’이다. ‘할5(HAL-5)’는 개인용 웨어러블 로봇으로는 처음으로 국제 안전인증을 받았다. 전신형 모델의 무게는 23kg으로 2시간 40분간 작동이 가능하다.

로봇 강국답게 웨어러블 로봇을 개발하는 기업도 많다. 일본 파나소닉의 자회사 액티브링크는 110kg의 물체를 들고 시속 8km로 움직일 수 있는 근력증강 로봇 ‘파워로더’를 개발했다. 도요타는 한쪽 다리의 보행을 돕는 로봇 ‘IWA’를 선보였으며, 혼다자동차는 웨어러블 로봇 ‘와드(WAD)’ 개발을 마치고 보행보조용과 자동차 생산지원용으로 나눠 출시하고 있다. 이노휘스는 상지작업용 ‘머슬 슈트’를 2014년 출시했다.

이재웅 동아사이언스 기자 ilju2@donga.com