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로봇 자전거 타고 1200m를 8분 안에 주파하라

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로봇 자전거 타고 1200m를 8분 안에 주파하라

2020.11.02 16:22
중앙대 등 '비어게인' 팀, 14일 '사이배슬론' 대회 출전
중앙대 제공
중앙대 등 국내 연구팀이 14일 열리는 장애인 로봇기술 대회인 '사이배슬론 2020'에 국내에서는 처음으로 자전거 경주 분야에 참가한다. 선수로 출전하는 김영훈 씨가 로봇자전거 ‘임프로브(ImProB)’를 타고 연습하고 있다. 중앙대 제공

이달 13~14일 개최되는 ‘사이배슬론(Cybathlon)’ 대회의 자전거 경주 분야에 한국 팀이 참가한다. 사이배슬론은 장애인 선수가 로봇 기술을 이용해 6개 부문에서 기록을 겨루는 국제 대회로 ‘인조인간’을 뜻하는 사이보그(cyborg)와 ‘경기’를 의미하는 라틴어 애슬론(athlon)의 합성어다. 2016년 스위스 취리히에서 처음 열렸다. 그간 한국 팀이 사이배슬론 웨어러블 로봇 부문에 출전한 적은 있지만, 자전거 경주 분야에 출전하는 건 처음이다. 


신동준 중앙대 기계공학과 교수팀은 김정엽 서울과기대 교수, 박기원 인천대 교수, 양은주 분당서울대병원 교수 등과 공동으로 ‘비어게인(BeAGain)’이라는 팀을 꾸리고 14일 사이배슬론 자전거 경주 분야인 ‘FES(Functional electrical stimulation)’에 참가한다고 2일 밝혔다. 


FES는 하반신이 마비된 환자가 다리 근육에 가해지는 전기자극을 이용해 누운 자세에서 페달을 돌려 자전거를 타고 레이스를 펼친다. 1200m를 8분 안에 완주해야 하며, 가장 빨리 완주한 선수가 우승을 차지한다. 


비어게인 팀은 다이빙 사고로 하반신이 마비된 김영훈 씨가 ‘임프로브(ImProB)’라는 이름의 로봇 자전거를 타고 출전한다. 임프로브는 인공지능(AI) 알고리즘을 이용해 김 씨의 근육 상태를 측정한 뒤 손상된 운동신경을 대신해 최적의 근육 수축 신호를 생성하도록 설계됐다. 모터 등 외부 동력 없이 김 씨 본인의 근육으로 자전거를 탈 수 있다. 


임프로브에는 소프트 웨어러블 수트가 적용돼 선수가 자전거에 타고 있는 동안 이질감이나 통증을 최소화했고, 스마트 인터페이스를 이용해 근육의 힘이 자전거에 효율적으로 전달되게 만들었다. 


신 교수는 “기존의 외골격 로봇과 달리 무거운 모터나 배터리를 쓰지 않고 선수가 자신의 근육을 직접 움직이게 만들었다는 점이 특징”이라며 “임프로브는 근력 보조용이나 재활용으로 일반인도 사용할 수 있다”고 말했다. 


현재 김 씨는 임프로브로 최대 시속 25km로 달릴 수 있다. 이론적으로는 이 속도로 1200m를 달릴 경우 3분 안에 완주할 수 있다. 신 교수는 “임프로브에는 주행거리를 늘릴 수 있도록 근육피로보상 알고리즘을 적용했다”고 설명했다. 


올해는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)의 영향으로 온라인으로 대회가 치러진다. 심판 입회 하에 대회 측에서 보내준 장비를 이용해 실제 경주를 벌이듯 임프로브로 1200m를 완주하면, 심판이 기록을 측정해 주최 측에 보내 승자를 가린다. 


신 교수는 “비어게인 팀 모두 마지막까지 최선을 다해 연습에 임하고 있다"며 "대회 참가 이후에는 일반인에게 적용할 수 있는 스마트 모빌리티로 연구를 확장할 계획"이라고 밝혔다. 


 

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