기존 웨어러블 하지 근력 보조 로봇은 병원에서 보행 기능 장애가 있는 환자들의 재활을 위해 주로 활용돼 왔다. 이에 비해 KIST 연구팀은 웨어러블 로봇의 활용처를 병원 밖 우리의 ‘일상’으로 확장하는 연구를 진행해 AI 기반 웨어러블 보행 보조 로봇, MOONWALK 기술을 개발하는 성과를 올렸다. 이 로봇은 어느 방향으로든 능동적으로 다리 근력을 보조해 달에서 걷는 것과 같이 보행을 돕는다.
KIST(한국과학기술연구원)은 지능로봇연구단 이종원 박사팀이 웨어러블 로봇 ‘MOONWALK-Omni’를 착용한 고령자가 북한산 영봉 정상(해발 604m)에 오르는 웨어러블 로봇 챌린지에 성공했다고 밝혔다. 이번 챌린지는 배터리 교체, 개발자의 개입 없이 로봇의 근력 보조를 받아 등반에 성공한 것으로 실외 복합환경에서 웨어러블 로봇의 상용화 길을 열었다는 평가를 받는다.
기존에도 다양한 형태의 웨어러블 로봇이 개발됐지만, 무겁고 큰 부피로 인해 주로 단순한 실내 환경을 가진 병원에서 환자의 재활 과정에 제한적으로 활용되는 수준에 그쳤다. 이에 비해 MOONWALK-Omni는 초경량 웨어러블 근력 보조 로봇으로 사용자의 움직임을 예측하고 부족한 다리 근력을 지원해 고령자의 재활 및 일상 보조를 돕는다.
2kg 대의 장치로 고령자도 타인의 도움 없이 10초 이내에 쉽게 착용할 수 있다. 골반 양측에 장착된 네 개의 초경량·고출력 구동기가 보행 시 균형을 맞출 수 있도록 보조하고 착용자의 다리근력을 최대 30%까지 강화해 추진력을 높일 수 있다.
로봇에 탑재된 AI는 착용자의 보행상태를 실시간으로 분석해 경사가 완만한 흙길, 험한 바윗길, 가파른 나무계단과 불규칙한 돌계단 등 다양한 보행환경에서도 안전하고 효과적으로 근력을 보조한다고 연구팀은 설명했다.
연구를 주도한 이종원 박사는 "이번 챌린지를 통해 착용자의 및 보행환경의 다양성에도 안전하고 효과적인 근력 보조가 가능하다는 실험 데이터를 확보했다”며 “초경량·고출력 웨어러블 로봇 구동 기술과 개인·환경 맞춤형 AI 근력 보조 기술의 융합을 통해 노화로 근력이 부족해지는 고령자의 일상 보조, 재활, 운동 분야에서 폭넓게 활용될 것으로 기대된다”라고 말했다.
연구팀은 MOONWALK-Omni의 후속 연구로 다리 근력 강화 외에 고관절-무릎 등 하지의 복합관절을 동시에 보조하는 ‘MOONWALK-Support’도 개발 중이다.
SDG임명재 기자