KAIST, 하반신 마비 장애인도 일반인처럼 걷게 해주는 `워크온슈트 4` 공개

↑ KAIST 연구팀이 연세대학교 세브란스병원과 공동 개발한 `워크온슈트 4`. [사진 제공 = KAIST]

하반신 마비 장애인도 비장애인과 같은 속도로 걸을 수 있게 해주는 기술이 공개됐다.
한국과학기술원(KAIST)는 연세대학교 의과대학 세브란스병원과 함께 웨어러블 로봇 '워크온슈트 4' 개발해 성공해 15일 공개했다고 밝혔다. 워크온슈트 4는 '사이배슬론(Cybathlon) 2020'에 출전하기 위해 새롭게 개발한 모델로 두 다리를 감싸는 외골격형 로봇이다. KAIST는 사이배슬론 2020 대회에 출전할 선수도 이날 함께 공개했다.
워크온슈트 4는 모터를 이용한 힘으로 하반신을 전혀 사용하지 못하는 장애인들의 움직임을 보조해 주는 기능을 갖추고 있다. 일어나 걷는 등의 기본적인 동작은 물론 계단·오르막/내리막·옆경사·문 열기·험지 등 일상생활에서 자주 접하게 되는 장애물을 극복할 수 있도록 제작됐다. 또 수십 kg에 이르는 뮤게를 감당해야 해 장시간 사용하기 어렵다는 문제가 있던 기존 하반신 마비 장애인을 위한 웨어러블 로봇의 한계도 극복해 냈다. 연구팀은 인체가 이루는 자연스러운 균형을 모사해 로봇의 무게중심을 설계하는 기술을 고안하는 방식으로 이같은 문제를 해결했다. 사용자 신체 각 부위에 정밀하게 밀착되는 착용부를 만든 뒤, 로봇 관절의 기준 위치를 조절해 무게중심을 정밀하게 맞춘 것이다.
워크온슈트 4는 전세계적으로 보고된 하반신 완전 마비 장애인 보행 기록 중 가장 빠른 속도를 기록하는데 성공했다. 연속보행 시 1분당 40m 이상을 걸을 수 있게 된 성과를 보였는데, 이는 시간당 2~4km를 걷는 비장애인의 정상 보행 속도와 견줄만한 수준이다. 연구팀은 착용자의 긴장 정도나 지면의 상태와 같은 외부 요인을 지능적으로 관측하고 제어하는 기술도 더해 기능을 끌어올렸다. 로봇이 제공해야 하는 보조력은 사용 환경에 따라 크게 달라지는데, 워크온슈트 4는 착용자의 걸음을 30보 이내로 분석해 가장 적합한 보행패턴을 찾아 맞춤형으로 제공해 빠른 보행 속도를 가능하게 했다.

↑ KAIST 연구팀이 연세대학교 세브란스병원과 공동 개발한 `워크온슈트 4`. [사진 제공 = KAIST]

워크온슈트 4 개발을 주도한 공경철 KAIST 기계공학과 교수는 "지난 대회 이후 4년 동안 모든 연구원과 협력 기관들이 하나가 되어 수준 높은 기술을 개발할 수 있었고 선수들과도 큰 어려움 없이 훈련했다"며 "다가올 국제대회는 워크온슈트 4의 기술적 우월성을 전 세계에 증명하는 중요한 무대가 될 것"이라고 말했다.
[이종화 기자]