옷입듯 입고 걷고 뛰고... 초경량 '로봇옷' 등장

이기욱·코너 월시 교수 주도… 천으로 만들어 5kg 수준

초경량 엑소수트/사진=하버드대 위스연구소

기존에 무겁고 딱딱한 하드웨어 기반 소재 대신 천이나 와이어 등으로 제작해 옷처럼 편안하게 입을 수 있는 초경량 웨어러블(착용형) 로봇이 개발됐다.

이기욱 중앙대 기계공학부 교수와 미국 하버드대 위스연구소 코너 월시 교수로 이뤄진 국제공동연구진은 걷거나 뛸 때 편안하게 착용할 수 있는 초경량 웨어러블 로봇 '엑소수트'를 개발했다고 16일 밝혔다. 보행과 달리기를 동시에 지원하는 웨어러블 로봇 개발은 이번이 처음이다. 연구진은 “걷고 뛰는 동작은 역학적으로 많이 달라 신체에 부착하는 형태의 제한된 웨어러블 로봇에서 구현하기 힘든 기능 중 하나”라고 설명했다.

기존 외골격형 로봇과의 차이점은 천·와이어 등 주로 옷을 만들 때 쓰는 직물 위주로 제작돼 다른 사람의 도움을 받지 않고도 혼자서 옷처럼 입는다는 점이다.

엑소수트의 구성은 간단하다. 몸의 변화를 파악하고 무게 중심을 잡아주는 장치인 관성측정센서와 구동기 등을 장착한 조끼와 허벅지에 차는 벨트로 이뤄졌다. 조끼와 벨트는 와이어로 연결돼 있다. 착용자가 걸으면 와이어 길이가 다리 동작에 맞춰 자동으로 조절된다. 이 원리로 다리의 힘을 보조한다는게 연구진의 설명이다. 전체 무게는 약 5kg 수준.

연구팀은 엑소수트를 입고 활동 에너지 대사량을 측정한 결과 걷고(9.3%) 달릴 때(4.0%) 모두 줄어들었다. 연구진은 “메고 있는 짐에서 약 6㎏ 정도를 덜어내고 움직이는 것과 비슷한 효과”라고 설명했다.

이 교수는 "노약자의 일상생활과 환자의 재활 훈련을 보조할뿐만 아니라 군인 및 소방관 등 특수직 종사자들의 작업 효율도 높여줄 것"이라고 말했다. 이번 연구성과는 국제학술지 '사이언스'에 게재됐다.

동영상 출처=하버드대 위스연구소