하지(下肢) 장애인이 휠체어를 타고 계단을 오르거나 일어설 수 있는 날이 올 수 있을까. 이런 상상이 국내 연구진이 개발한 '로봇 휠체어'에서 실현될 전망이다.
한국기계연구원(기계연)은 계단 등반과 일어서기가 가능한 AI(인공지능) 기반 '로봇 휠체어'를 개발했다고 5일 밝혔다. 기존에도 계단을 오르는 휠체어와 일어서 이동할 수 있는 휠체어가 각각 있었으나 두 모듈을 통합해 한 대로 개발한 건 전 세계 처음이다.
박찬훈 기계연 AI로봇연구본부장 연구팀은 'ㄹ'자 형상 크롤러(로봇 휠체어 바퀴)를 특수 설계했다. 이를 통해 계단을 오르내리는 '계단 등반 모듈'을 만들었다. 이 크롤러는 평상시 휠체어 내부에 감춰져 있다가 필요할 때 하강해 작동한다. 또 변형 휠을 만들어 강성을 높였다.
연구팀은 평행사변형 구조 기구와 자중보상기술을 적용해 '스탠딩(일어서기) 모듈'도 개발했다. 자중보상기술은 로봇 자체 무게에 의해 만들어지는 힘을 최소화하는 기술이다. 이 기술을 통해 휠체어에 탑승한 상태에서 일어서기·눕기·앉기 등이 가능해졌다.
이번에 개발한 로봇은 AI를 통해 계단을 오르는 시점과 마지막 통과 시점을 감지한다. 계단을 오르기 위한 초기자세 구현 등 복잡한 과정이 필요 없어 휠체어 설계 구조가 단순하다. 또 자세를 변환하는 스탠딩 모듈이 휠체어와 일체형이 아닌, 독립 모듈로 설계돼 기존 휠체어에 설계 변경 없이 쉽게 결합할 수 있어 활용도가 클 전망이다.
로봇 휠체어를 탑승하면 다양한 자세로 변환할 수 있어 압력 집중을 해소하고 욕창 방지와 혈액순환 등이 가능하다는 게 연구팀 설명이다. 현재 연구팀은 충남대병원과 상용화를 위한 협업 연구를 수행 중이다.
박찬훈 기계연 본부장은 "기존 휠체어 기술은 단순 이동이 목적이었다면, 이번 로봇 휠체어는 장애인 미배려 시설도 이용할 수 있도록 도와주는 기술"이라며 "상용화 연구를 통해 장애인 삶의 질 향상에 기여하겠다"고 말했다.
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