'저벅저벅' 입는 로봇이 혼자 걸어온다

하반신마비 장애인이 타인의 도움 없이 손쉽게 로봇을 입을 수 있게 된다. 착용자가 휠체어에서 내릴 필요 없도록 로봇이 혼자 걸어오는 기술이 공개됐다.

엔젤로보틱스와 KAIST 공동 연구팀은 하반신마비 장애인용 웨어러블 로봇의 새로운 버전 '워크온슈트 F1'을 24일 공개했다.

연구팀은 2015년부터 워크온슈트 연구를 이어왔다. 로봇은 하반신마비 중에서도 중증도가 가장 높은 완전마비 상태를 대상으로 개발됐다. 재활치료나 근력 보조용 로봇과는 전혀 다른 목적이다.

2016년 워크온슈트1을 처음 발표한 이후, 2020년 워크온슈트4를 발표하면서 보행속도를 시속 3.2km까지 끌어올려 비장애인의 정상 보행속도를 달성했다. 좁은 통로나 문, 계단 등 장애물을 통과하는 기능도 선보였다. 다만 착용 과정에서 타인의 도움이 필요한 점은 한계로 지적됐다.

엔젤로보틱스 하반신마비 장애인용 웨어러블 로봇 '워크온슈트 F1' 예상도 (사진=엔젤로보틱스)

이번에 새로 공개한 워크온슈트 F1은 이런 고질적인 문제에 대한 기술적 해결 방안을 제시했다. 휠체어에서 내리지 않고 타인의 도움 없이 로봇을 바로 입을 수 있도록 전면 착용 방식을 적용했다.

로봇을 착용하기 전에는 휴머노이드처럼 스스로 착용자에게 걸어온다. 착용자가 로봇을 잘못 밀더라도 넘어지지 않고 무게중심을 능동적으로 제어하는 기능도 구현했다.

웨어러블 로봇 본연의 기능도 개선했다. 직립 상태에서 두 손을 자유롭게 사용할 수 있고, 지팡이 없이 수 걸음을 걸을 수 있도록 균형 제어 성능이 향상됐다.

로봇 핵심부품인 모터와 감속기, 모터드라이버, 메인 회로 등은 전부 국산화했다. 모터와 감속기 모듈의 출력밀도는 기존 연구팀 기술에 비해 약 2배, 모터드라이버의 제어 성능은 해외 최고 기술 대비 약 3배 향상됐다고 회사 측은 설명했다.

고가의 상위제어기를 사용하지 않아도 고급 모션제어 알고리즘을 안정적으로 구현할 수 있도록 모터드라이버의 임베디드 소프트웨어 기술이 대폭 향상됐다. 이외에도 장애물 감지를 위한 비전, 인공지능 적용을 위한 AI보드 등이 탑재됐다.

엔젤로보틱스는 웨어러블 로봇 '워크온 슈트' 시리즈를 2016년 10월 스위스에서 열린 사이배슬론 대회 등 세계 무대에 선보였다. (사진=엔젤로보틱스)

공경철 엔젤로보틱스 CTO는 "워크온슈트는 장애인을 위한 웨어러블 로봇 기술의 결정체"라며 "여기서 파생된 수 많은 부품, 제어, 모듈 기술들이 웨어러블 로봇 산업 전체의 표준을 제시하고 있다"고 말했다.

연구팀은 새 로봇으로 오는 27일 국제 사이보그올림픽 '사이배슬론'에 출전한다. 엔젤로보틱스가 2020년 웨어러블 로봇 종목에서 금메달을 딴 후 4년 만에 열리는 대회다. 대회는 박정수 KAIST 연구원을 주장으로, 완전마비 장애를 가진 김승환 연구원이 선수로 참가할 예정이다.