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파스처럼 붙이면 걸을 때 힘 보탠다

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파스처럼 붙이면 걸을 때 힘 보탠다

2020.07.23 13:48
ETRI, 고령자 걷기 돕는 전기자극 패치 개발
원하는 부위에 네모난 파스처럼 붙이면 전기로 근육과 관절 움직임을 도와 일상생활 속 활동을 보조하는 기술이 개발 한국전자통신연구원 제공
한국전자통신연구원(ETRI)은 전기로 근육과 관절 움직임을 도와 일상생활 속 활동을 보조하는 시스템을 개발했다. 한국전자통신연구원 제공

원하는 부위에 네모난 파스처럼 붙이면 전기로 근육과 관절 움직임을 도와 일상생활 속 활동을 보조하는 기술이 개발됐다. 노인을 상대로 한 임상실험에서 보행 기능이 나아지는 걸 입증해 근감소증이나 보행장애를 개선하고 재활 활동에도 도움을 주리란 기대다.

 

한국전자통신연구원(ETRI)은 근육에서 일어나는 근활성 신호에 따라 전기자극을 줘 착용자가 원하는 대로 관절을 움직이게 하는 보행보조시스템을 개발했다고 23일 밝혔다.

 

근육은 전류를 조금만 줘도 수축해 전기를 통해 근수축을 유발할 수 있다. 저주파 자극기나 물리치료기 등이 이러한 원리를 이용한다. 다만 기존 전기자극 제품들은 작동 시간과 패턴 등이 미리 지정된 대로만 작동해 사용자 의도에 따라 활용하기 어려웠다.

 

연구팀은 근육 신호에서 움직이고자 하는 의도를 알아낸 후 5~35mA의 전기 신호를 근육에 줘 운동을 보조하는 기술을 개발했다. 사람이 움직일 때 근육에서 나오는 신호에서 관절의 방향과 동작 세기를 파악하고 이에 맞는 전기자극을 줘 근육 수축을 돕는 것이다. 연구팀은 가로 17cm, 세로 6cm 크기 패치 속에 근육 신호를 감지하는 센서와 전기자극 모듈을 넣었다. 무게는 배터리를 포함해 약 950g이다. 근육의 복잡한 신호 중 필요한 신호를 검출하는 알고리즘을 개발해 신호 정확도도 98%까지 높였다.

 

연구팀이 고령인의 다리에 보행보조 시스템을 붙인 다음 임상 시험을 진행하고 있다. ETRI 제공
연구팀이 고령인의 다리에 보행보조 시스템을 붙인 다음 임상 시험을 진행하고 있다. ETRI 제공

연구팀은 삼육대와 함께 노인의 다리 근육 8곳에 시스템을 달아 보행 기능이 나아지는지를 보는 임상시험을 진행했다. 평균 75세 노인 29명을 대상으로 보행보조 시스템을 평가한 결과 근육 사용률은 4~12% 줄어들고 관절의 뻣뻣함도 34% 줄어들었다. 평균 75.9세 노인 22명을 대상으로 평지 걸음과 계단오르기 운동을 한 결과 걷는 속도는 평균 13.15% 늘어났다. 계단 오르기에서의 에너지 소모량도 8.28% 줄어들었다.

 

신형철 ETRI 휴먼증강연구실장은 “늘어나는 고령자와 장애인들의 재활을 도와 사회 활동시간을 늘리는 데 본 기술이 기여하면 좋겠다”며 “향후 상용화를 위해 개발한 모듈 경량화와 인공근육과 함께 활용할 방안도 연구할 계획”이라고 말했다.

 

 

 

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