걸음걸이 몇초 만에 보정...개인 맞춤형 웨어러블 ‘엑소슈트’

 

하버드대의 입는 로봇인 엑소슈트를 착용하고 걷는 모습. 엑소슈트는 개인의 걸음걸이 특성을 빠르게 파악해 이에 맞춰 보행을 도와준다./미 하버드대

 

개인의 걸음걸이 특징에 맞춰 보행을 도와주는 웨어러블(wearable·착용형) 로봇인 ‘엑소슈트(Exosuit)’가 개발됐다.

 

미국 하버드대 연구진은 “다양한 형태의 걸음걸이를 몇 초 만에 보정하는 개인 맞춤형 로봇인 엑소슈트를 개발했다”고 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’에 10일 밝혔다.

 

사람은 평지를 갈 때와 경사로를 오를 때 걷는 속도와 모습이 다르다. 또 성별과 키, 나이, 근력, 질병에 따라 걷는 방식이 달라진다. 최근 보행 보조용 웨어러블 로봇들이 각국에서 개발되고 있지만 걸음걸이 특징에 맞추려면 로봇을 오랜 시간에 걸쳐 수동으로 보정해야 한다.

 

연구진은 초음파를 이용해 개인 맞춤형 로봇을 개발했다. 로봇에 초음파 시스템을 부착해 걷는 동안 피부 아래 근육의 변화를 촬영했다. 하버드대의 리처드 누콜스 박사는 “팔다리의 움직임과 근육의 움직임이 반드시 일치하는 것은 아니다”라고 말했다. 근육 움직임으로 눈으로 구별하기 힘든 개인별 보행 형태를 파악할 수 있다는 의미다.

 

이번 시스템은 초음파로 찍은 근육 사진을 통해 걸을 때 얼마나 많은 힘이 필요한지 계산한다. 몇 걸음만 걸어도 엑소슈트 착용자의 상태를 알 수 있다. 이에 맞춰 로봇이 보행을 돕는다. 실제 상황에서 시험했을 때 엑소슈트는 보행속도와 기울기 변화에 빠르게 적응했다.

 

연구진은 “엑소슈트는 착용자와 협력해 작동한다”고 밝혔다. 평지를 시속 1.6㎞로 걸을 때 엑소슈트를 착용하지 않을 때보다 대사량을 평균 16% 정도 줄였다. 6도의 경사면에서도 대사량을 약 8% 줄였다. 연구진은 엑소슈트가 상용화되면 군인이나 소방관처럼 힘이 많이 필요한 사람들의 작업을 지원할 뿐 아니라 노인과 장애인의 보행에도 도움을 줄 수 있다고 기대했다.

 

유지한 기자      조선일보     입력 2021.11.17