[IF] 배터리 없이도 '로봇 다리'가 움직이네

최인준 기자  

입력 : 2017.07.01 03:01

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스프링 탄성 활용한 무동력 외골격 보조기
걷는 데 필요한 에너지 평균 24% 줄여줘

사이언스

뇌졸중이나 교통사고로 다리가 불편한 환자들은 재활 과정에서 외골격 로봇을 착용한다. 근육이 거의 힘을 내지 못하기 때문에 로봇이 내는 동력을 이용하는 것이다. 하지만 지금까지 개발된 외골격 로봇은 대체로 모터로 가동되기 때문에 별도의 전기 에너지 공급이 필요하다. 또 외골격 로봇이 사람마다 서로 다른 걸음걸이에 맞춰 작동하기도 쉽지 않다.

최근 별도의 외부 에너지 없이 착용하는 것만으로 사람 걸음걸이 패턴에 맞춰 재활을 돕는 외골격 로봇이 개발돼 많은 하반신 마비 환자에게 희망을 주고 있다. 미국 카네기 멜런대학의 레이첼 잭슨 박사 연구팀은 지난 23일 "외부 동력 없이도 걷는 데 필요한 에너지 사용량을 평균 24% 줄여준 개인 맞춤형 외골격 로봇을 개발하는 데 성공했다"고 밝혔다. 이전 연구에서 외골격 로봇을 이용한 최대 에너지 감소량은 15% 수준이었다.

연구진은 가벼운 금속 합금과 스프링을 이용해서 다리 하나당 약 500g의 가벼운 보행 보조기를 제작했다. 이 장치에 달린 스프링은 위아래 수직 방향으로 수축됐다가 늘어나면서 발이 지면을 박차고 나아갈 때 종아리와 아킬레스건의 근육 기능을 돕는다. 발바닥이 지면을 밀어낼 때 스프링이 수축하면서 종아리 근육의 에너지 소비 량을 크게 줄여주는 것이다. 또 무릎과 발목 관절이 위아래로 굽힐 때마다 외골격 로봇도 이에 맞춰 관절 부위의 회전력(토크)을 자동으로 바꿔준다. 사람마다 다른 걸음걸이에 맞춰 스프링이 작동해 결과적으로 맞춤형 외골격 로봇을 구현했다. 잭슨 박사는 "뇌졸중이나 다리 절단 등으로 고통받는 장애인들에게 더 큰 혜택을 제공할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

출처 : http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2017/06/30/2017063001990.html