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[IT뉴스]`아이언맨 속 슈트가 현실로`…로봇이 다가와 하반신 장애인에 도킹, 스스로 걷다

온카뱅크관리자

2024-10-24 16:22:28

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 <img alt="김승환 선수가 하반신 마비 장애인을 위한 웨어러블 로봇 '워크온슈트F1'을 착용하고 있다." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202410/24/dt/20241024162229589cpme.jpg" data-org-width="540" dmcf-mid="PT9QSIbYyn" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202410/24/dt/20241024162229589cpme.jpg" width="658">
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 김승환 선수가 하반신 마비 장애인을 위한 웨어러블 로봇 '워크온슈트F1'을 착용하고 있다.
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 <img alt="김승환 선수가 '워크온슈트F1'을 착용하고 걸음을 걷기 위해 서 있다." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202410/24/dt/20241024162230815zedk.jpg" data-org-width="540" dmcf-mid="QZtzca5rWi" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202410/24/dt/20241024162230815zedk.jpg" width="658">
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 김승환 선수가 '워크온슈트F1'을 착용하고 걸음을 걷기 위해 서 있다.
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 김승환 선수가 '워크온슈트F1'을 착용하고 좁은 의자 사이를 통과해 앉고 있다..
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 <img alt="공경철(왼쪽부터) KAIST 교수, 김승환 연구원(로봇 착용자), 박정수 연구원(주장)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202410/24/dt/20241024162233351jmvo.jpg" data-org-width="540" dmcf-mid="yDKYx8OJhd" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202410/24/dt/20241024162233351jmvo.jpg" width="658">
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 공경철(왼쪽부터) KAIST 교수, 김승환 연구원(로봇 착용자), 박정수 연구원(주장)
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 휠체어에 앉아 있는 하반신 마비 장애인에게 영화 '아이언맨'에서나 봄직한 검은색의 로봇이 스스로 걸어서 다가섰다. 휠체어에 앉은 채로 장애인이 발을 들자, 로봇이 자세를 낮춰 옷 입듯 입혀졌다. 누구의 도움도 없이 장애인 스스로 로봇을 착용한 것이다. 
 로봇을 입은 장애인이 클러치(지팡이) 두 개를 이용해 몸을 일으켜 세운 뒤 성큼성큼 걸어 두 개의 의자가 마주한 곳으로 이동했다. KTX열차 객실보다 비좁은 의자에 앉기 위해 장애인은 옆으로 천천히 이동한 뒤 착석했다. 잠시 뒤 다시 몸을 일으켜 의자에서 빠져 나와 테이블 위에 놓여 있는 작은 박스를 가지고 있던 장바구니에 넣고 다시 걸어갔다. 보행 속도가 비장애인과 유사한 시속 3.2㎞에 달할 정도로 빠른 걸음으로 이동하고 있었다.
 로봇을 입은 장애인은 사고로 하반신 마비된 김승환 선수였다. 김 선수는 "사고 이후 웨어러블 로봇을 통해 설 수 있다는 거 자체가 개인적으로 큰 감동이다. 이렇게 원하는 대로 걸을 수 있게 돼 감격스러울 뿐"이라고 소감을 전했다. 
 KAIST는 공경철 기계공학과 교수팀과 엔젤로보틱스 연구팀이 공동으로 하반신마비 장애인용 웨어러블 로봇 '워크온슈트 F1'을 24일 공개했다. 워크온슈트는 연구팀이 2015년부터 연구해 온 하반신 마비 장애인을 위한 웨어러블 로봇이다. 중증도가 가장 높은 완전마비 레벨을 대상으로 한 로봇이다.
 연구팀은 2016년 워크온슈트1을 처음 선보인 이후 2020년 워크온슈트4를 공개하면서 보행속도를 시속 3.2㎞까지 끌어 올렸고, 좁은 통로와 문, 계단 등의 장애물을 통과하는 기술을 고도화했다. 워크온슈트F1의 가장 큰 특징은 로봇 착용을 위해 타인의 도움을 받지 않아도 된다는 것이다. 
 박정수 KAIST 연구원은 "휠체어에서 내리지 않고 타인의 도움 없이 로봇을 바로 착용할 수 있도록 후면 착용 방식이 아닌 전면 착용방식을 적용한 게 이전 버전과 가장 큰 차이이고 우리가 궁극적으로 추구했던 기술개발 방향"이라고 설명했다.
 이를 위해 무게중심을 능동적으로 제어하는 기능을 적용했다. 또한 착용자가 로봇을 잘못 밀더라도 넘어지지 않고 균형을 유지하는 기능도 구현했다. 
 웨어러블 로봇의 본래 기능도 대폭 개선했다. 서 있는 상태에서 두 손을 자유럽게 사용하면서 지팡이 없이 걸음을 걸을 수 있도록 균형제어 성능을 이전보다 향상시켰다. 부품 국산화도 이뤘다. KAIST와 엔젤로보틱스가 협업해 로봇의 핵심부품인 모터와 감속기, 모터 드라이버, 메인 회로 등을 모두 국산화했고, 모터와 감속기 모듈의 출력 밀도는 기존 연구팀의 기술에 비해 약 2배(무게당 파워 기준), 모터 드라이버의 제어 성능은 해외 최고 기술 대비 약 3배(주파수 응답속도 기준) 높아졌다.
 아울러 고급 모션 제어 알고리즘을 안정적으로 구현할 수 있도록 모터 드라이버의 임베디드 소프트웨어 기술이 대폭 향상됐다. 이와 함께 장애물 감지를 위한 비전, 인공지능 적용을 위한 AI 보드 등이 탑재됐다.
 김 선수는 오는 27일 열리는 장애 극복 기술을 구현하는 '사이배슬론 2024 대회'에서 워크온슈트F1를 입고 외골격 로봇 부문에 출전한다. 연구팀은 지난 2020년 대회에서 금메달과 동메달을 딴 이후 4년 만에 열리는 이번 대회에 참가하는 것이다. 올해는 지난 대회보다 난이도가 크게 높아졌고, 미션 수도 6개에서 10개로 늘었다. 기차 객실과 같은 좁은 좌석에 앉았다 일어나기, 난간 잡지 않고 계단 오르내리기, 옆 경사와 징검다리 걷기, 물건을 꺼내고 이동하며 주방에서 조리하는 등의 임무가 추가됐다.
 대회는 스위스 현지와 각국의 경기장에서 생중계하는 하이브리드 방식으로 진행된다. 김승환 선수는 대전 유성구 신일동에 위치한 엔젤로보틱스 선행연구소(플래닛대전) 내 설치된 경기시설에서 기량을 선보인다.
 공경철 KAIST 교수(엔젤로보틱스 의장)는 "워크온슈트는 로봇이 장애인에게 다가가 전면에서 도킹하는 방식으로 개발되는 등 웨어러블 로봇 기술의 결정체"라며 "워크온슈트에서 파생된 수많은 부품, 제어, 모듈 등의 웨어러블 로봇 기술들은 휴머노이드 로봇으로 가기 위한 중간자 역할을 하게 될 것"이라고 말했다.글·사진=이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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