재활에도 도움…신체 근육 연동한 AI 탑재 엑소수트

강화 로봇 외골격인 엑소수트(Exosuit)는 자세나 체력적으로 힘든 일을 해야 하는 노동용으로 이용하는 경우가 많다. 하지만 이 기술의 또 다른 수요는 재활이다. 하지만 아직 연구가 많지 않고 지금까지는 단순한 동작만 할 수 있는 경우가 많다.

하버드위스연구소(Wyss Unstitute)와 하버대대학 존A폴슨공대, 네브라스카대학 오마바 캠퍼스 연구팀이 엉덩이 근육 움직임에 따라 인공지능이 작동을 도와 걷기와 달리기 모두 착용자를 지원해주는 허리 장착형 휴대용 엑소수트를 개발했다고 학술지 사이언스(Science)에 발표했다.

이 엑소수트는 DARPA가 지원한 워리어웹(Warrior Web) 프로그램을 바탕으로 오랜 개발 기간을 거쳐왔다. 허리와 대퇴부에 장착해 착용자의 항문 근육 그러니까 엉덩이 근육을 연동해 고관절 움직임을 지원한다.

엑소수트의 무게는 9.4kg 가량이지만 90% 이상은 신체 중심 근처에 장착되기 때문에 착용자에 대한 부담이나 움직임에는 제한이 최소화된다. 손발이 앞뒤로 크게 움직이는 건 달리기에 중요한 요소이기도 하다. 연구팀은 몸에 부착한 센서가 개인 가속도를 몬니터링하고 단계적으로 중심 이동을 확실하게 검출하는 보행 분류 알고리즘을 개발했다고 밝히고 있다. 보행을 감지하면 엑소수트는 작동 프로필에 따라 타이밍을 자동 조정해 보행을 지원한다.

실제 실험에선 대사산소소비량을 계산한 결과 어시스가 없는 경우보다 걷기에선 9.3%, 달리게는 4% 대사산소보시량이 줄었다고 한다. 다시 말해 편하게 보행하고 달리기를 할 수 있다는 얘기다. 또 이 장치를 장착하면 오르막이나 달리기 속도, 야외 실험에서도 효과를 얻을 수 있어 엑소수트가 뛰어난 범용성을 보였다는 게 연구팀의 설명이다.

연구팀 측은 이번 연구에서 얻은 결과는 착용 로봇 장치가 건강한 사람의 생활을 개선하고 부상이나 재활이 필요한 사람에게 도움이 될 것이라는 걸 보여준다고 말한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.