메뉴바로가기본문바로가기

동아사이언스

장애인 보조로봇 올림픽 출전 앞둔 국가대표 로봇슈트 첫 공개

통합검색

장애인 보조로봇 올림픽 출전 앞둔 국가대표 로봇슈트 첫 공개

2020.06.15 16:55
공경철 KAIST 교수팀, 사이배슬론 출전할 '워크온슈트 4' 공개
사이배슬론 2020 대회에 출전할 선수로 선발된 김병욱 씨(왼쪽 사진 오른쪽), 이주현 씨가 공경철 KAIST 기계공학과 교수와 나동욱 연세대 의대 교수가 공동개발한 웨어러블 로봇 ′워크온슈트 4′를 입고 있는 모습이다. KAIST 제공
사이배슬론 2020 대회에 출전할 선수로 선발된 김병욱 씨(왼쪽 사진 오른쪽), 이주현 씨가 공경철 KAIST 기계공학과 교수와 나동욱 연세대 의대 교수가 공동개발한 웨어러블 로봇 '워크온슈트 4'를 입고 있는 모습이다. KAIST 제공

공경철 KAIST 기계공학과 교수는 나동욱 연세대 의대 교수와 공동 개발한 웨어러블 로봇 ‘워크온슈트 4’와 ‘사이배슬론 2020’ 대회에 출전할 선수를 15일 공개했다.

 

사이배슬론은 신체가 불편한 장애인들이 보조기기를 착용하고 겨루는 국제대회로 4년에 한 번씩 열린다. 올해가 두 번째 대회다. 공 교수팀은 2016년 사이배슬론 대회 착용형 외골격로봇 종목에 워크온슈트 초기모델을 들고 참가해 동메달을 획득한 바 있다.

 

워크온슈트 4는 사이배슬론 2020에 출전하기 위해 공 교수팀이 새롭게 개발한 모델이다. 워크온슈트는 두 다리를 감싸는 외골격형 로봇으로 모터를 이용해 하반신을 전혀 쓰지 못하는 장애인의 움직임을 돕는다. 일어나고 걷는 기본적인 동작과 계단이나 오르막 오르내리기, 문 열기, 험지 이동 등 일상생활에서 일어나는 상황을 극복할 수 있도록 제작됐다.

 

워크온슈트 4의 모습이다. KAIST 제공
워크온슈트 4의 모습이다. KAIST 제공

워크온슈트 4는 로봇 무게가 수십 kg에 달해 장시간 쓰기 어렵다는 웨어러블 로봇의 단점을 인체 균형을 모사해 로봇의 무게중심을 잡는 기술로 개선했다. 신체 각 부위에 들어맞는 착용부를 연결하는 로봇 관절의 위치를 조절해 무게중심을 정밀하게 맞추는 기술이다. 로봇 무게는 그대로지만 착용자가 느끼는 무게는 대폭 줄었다. 착용자의 긴장이나 지면 상태와 같은 외부 요인도 파악해 제어하는 기술을 더했다. 환경이 나빠지면 로봇이 보조력을 더 제공하는 식이다. 착용자의 걸음을 30보 이내로 분석해 맞춤형 보행 패턴도 제공한다.

 

이를 통해 연구팀은 연속 보행을 할 때 걷는 속도를 1분당 40m 이상으로 끌어올렸다. 시속 2.4km 이상으로 느리게 걷는 사람의 속도와 견줄만한 수준이다. 연구팀은 “전세계적으로 보고된 하반신 완전 마비 장애인의 보행 기록 중 가장 빠른 속도”라고 설명했다.

 

워크온슈트는 일부 부품을 제외하고는 모두 국산 기술로 개발됐다. 로봇의 구조 설계외 시스템 소프트웨어는 공 교수와 나 교수가 공동 창업한 ‘엔젤로보틱스’가 주도했다. 개인맞춤형 탄소섬유 착용부는 재활공학연구소에서 개발됐고, 로봇의 동작 생성과 디자인은 영남대 로봇기계공학과와 ‘에스톡스’가 각각 담당했다.

 

 

워크온슈트 4를 타고 국가대표로 나설 선수들은 지난 2월 KAIST에서 열린 선발전을 통해 결정됐다. 실제 대회에서 수행하는 앉고 서서 물컵 정리하기, 지그재그 장애물 통과하기, 험지 보행, 옆경사 보행 등 실제 대회 임무를 선발전 평가항목으로 삼았다. 지난해 9월부터 출전을 준비한 후보 중 4명이 경기를 치러 김병욱 씨(46)가 2분 24초로 1위, 이주현 씨(19)가 3분 35초로 2위를 차지해 최종 선수 2인으로 선발됐다.

 

김 씨는 이번이 두 번째 대회 출전이다. 김 씨는 1998년 뺑소니 사고로 장애를 얻은 뒤 2015년 공 교수 연구팀에 합류했다. 2016년 스위스에서 열린 1회 대회에서 워크온슈트 초기모델을 착용하고 동메달을 땄다. 이 씨는 고등학교 3학년에 다니던 지난해 교통사고로 하반신이 마비되는 불의의 사고를 겪었다. 지난해 6월 연구팀에 합류해 사이배슬론 훈련과 수능 시험 준비를 병행했다. 올해 최종 선수로 선발되면서 동시에 이화여대 정치외교학과에 합격하기도 했다.

 

워크온슈트 4의 로봇기술은 두 선수의 개별 특성에 맞게 최적화된 상태다. 연구팀에 따르면 두 선수 모두 실제 경기에서 진행하는 6개 임무를 5분대에 통과했다. 현재까지 알려진 성적으로는 미국팀과 스위스팀이 4개 임무를 6분대에 수행하는 기록을 공개했다.

 

공경철 교수가 두 선수와 함께 있는 모습이다. KAIST 제공
공경철 교수가 두 선수와 함께 있는 모습이다. KAIST 제공

공 교수는 “지난 대회 이후 4년 동안 모든 연구원과 협력 기관이 하나가 돼 수준 높은 기술을 개발할 수 있었고 선수들과도 큰 어려움 없이 훈련했다”며 “다가올 국제대회는 워크온슈트 4의 기술적 우월성을 전 세계에 증명하는 중요한 무대가 될 것”이라고 말했다.

 

사이배슬론 2020은 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19)으로 대회 일정이 불투명한 상황이다. 올해 대회는 5월에 스위스에서 열릴 예정이었으나 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19)으로 인해 9월로 한 차례 연기된 후 결국 현지 개최가 취소됐다. 대신 각국에 경기장을 설치하고 생중계를 하는 등 대안을 찾는 상황이다. 이르면 이달 스위스 사무국에서 공식 계획을 발표할 예정이다. 현재까지 25개국 66개 팀이 참가를 신청했다.

 

 

 

관련 태그 뉴스

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

6 + 6 = 새로고침
###
    과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기