장애인 보조 웨어러블 로봇, 워크온슈트4와 사이배슬론2020 선수 공개

공경철 교수(가운데)와 사이배슬론2020 출전 선수인 김병욱 씨(왼쪽)와 이주현 씨. 사진제공=KAIST

국내 연구진이 장애인을 보행을 일반인 수준으로 만들어주는 장애인 보행 보조 웨어러블 로봇인 워크온슈트4를 선보였다.

KAIST 공경철 기계공학과 교수가 나동욱 연세대 의과대학 세브란스병원 교수와 함께 개발한 웨어러블 로봇인 `워크온슈트4'와 `사이배슬론(Cybathlon)2020' 대회에 출전 선수를 15일 공개했다.
워크온슈트4는 두 다리를 감싸는 외골격형 로봇으로 사이배슬론2020에 출전하기 위해 개발했다. 하반신을 전혀 사용하지 못하는 장애인들이 걸을 수 있도록 돕는다. 계단과 경사가 있는 곳, 문을 열어 이동하기 등 다양한 생활활동이 가능하도록 설계했다.

지금까지 나온 보행 보조 로봇은 무거워, 장애인이 오래 사용할 수 없다는 단점이 있었다. 연구진은 사람이 균형있는 구조를 흉내내 로봇의 무게중심을 설계하며 문제 해결에 나섰다. 또 이 로봇은 장애인이 30초 동안 걷는 행동을 분석한 다음, 사용자에게 최적화한 보행 패턴을 제공한다.

이렇게 해 1분당 40m 이상을 걸을 수 있게 됐다. 시간당 2~4km가량을 걷는 일반인과 비슷한 걸음 속도로 세계에서 지금까지 보고된 하반신 완전 마비 장애인의 보행 기록 중 가장 빠른 속도다.

특히 연구진은 일부 부품을 제외한 대부분의 구성 요소를 국산 기술로 만들었다. 로봇 구조설계와 시스템 소프트웨어는 공경철·나동욱 교수가 공동 창업한 엔젤로보틱스에서 주도했다. 공학적 설계와 제어는 공경철 교수가, 보행 보조기로서의 구조와 대상자를 위한 필수 기능 등을 점검하는 생체역학 분야는 나동욱 교수가 분담했다.

개인맞춤형 탄소섬유 착용부는 재활공학연구소에서, 로봇 동작 생성과 디자인은 영남대 로봇기계공학과와 에스톡스가 담당했다.

한편 사이배슬론2020에 출전할 선수들은 지난 2월 KAIST에서 열린 선발전을 통해 결정됐다.

앉고 서서 물컵 정리하기, 지그재그 장애물 통과, 험지 보행, 옆경사 보행 등 실제 대회에서 수행하게 될 미션으로 선발전을 진행했다. 각각 2분 24초와 3분 35초의 기록으로 4개 미션을 완수한 김병욱 씨와 이주현 씨가 최종 선수로 선발됐다.

현재 워크온슈트4 로봇은 선발된 두 선수에게 최적화해 6개 미션을 모두 5분대에 통과할 정도로 기록이 향상됐다. 지금까지 미국팀과 스위스팀이 4개 미션을 6분대에 수행한 기록을 공개할 정도로, 워크온슈트4 기록은 세계적인 수준이다.

공경철 교수는 "지난 대회 이후 4년 동안 모든 연구원과 협력 기관이 힘을 합쳐 수준 높은 기술을 개발할 수 있었다ˮ며 "사이배슬론2020은 워크온슈트4의 기술적 우월성을 세계에 증명하는 무대가 될 것ˮ이라고 말했다.

박응서 머니투데이방송 MTN 선임기자