KIST-성균관대-한양대 6년간 공동 개발

KIST와 성균관대, 한양대 등 학연이 공동으로 '생각대로 움직이고, 느끼는 인공 팔'연구개발을 진행한다.<사진=성균관대 제공>
KIST와 성균관대, 한양대 등 학연이 공동으로 '생각대로 움직이고, 느끼는 인공 팔'연구개발을 진행한다.<사진=성균관대 제공>
장애인들이 생각하는 대로 움직이고 손의 감촉을 느낄 수 있는 '인공 팔'연구개발을 위해 학·연이 뭉쳤다.

KIST(한국과학기술연구원·원장 이병권)는 오상록·김기훈 KIST 박사팀과 최혁렬 성균관대 교수팀, 최영진 한양대 교수팀이 공동으로 '생각대로 움직이고, 느끼는 인공 팔(Bionic Arm) 개발'을 진행 중이라고 19일 밝혔다.

연구의 총 책임자는 오상록 박사로 최종 목표는 인체신경과 연동해 인체 호환 수준으로 자유롭게 움직이고 물체형상과 온도까지 인식하는 인공 팔(Bionic Arm) 개발이다.

미래창조과학부 첨단융합기술개발사업의 생체모사형 메카트로닉스 융합기술개발 사업으로 2014년 사업 선정돼 진행 중으로 총 6년간 365억 원이 투입된다. 올해 삽입형 인터페이스 개발을 위한 마지막 연구팀을 추가로 선정할 예정이다.

현재의 인공 팔 기술 수준은 뇌파, 근전도, 신경다발 등에서 측정되는 제한적인 생체신호를 통한 팔의 위치 정보 및 제스처 획득만 가능하기 때문에 해독할 수 있는 동작의 수가 제한적이고, 촉감은 느낄 수 없는 수준이다.

이에 오 박사팀은 인체의 동작을 위해 뇌에서 근육으로 전달되는 신경신호를 측정·분석하고, 연동까지 가능하게 해 섬세한 손동작 구현이 가능한 바이오닉 암을 개발 중이다. 또 피부에서 뇌로 전달되는 촉감관련 신경신호를 이해하고, 신경을 자극함으로써 인공 팔을 통한 촉감을 복원하는 연구도 진행 중으로, 삽입형 신경 전극과 이를 이식하기 위한 수술 장비 및 신경·근육 재생 기술을 개발하고 있다.

최혁렬 성균관대 교수팀은 바이오닉 암을 구동하기 위해 고분자 소재를 이용해 인간의 근육과 유사한 힘을 낼 수 있는 인공근육형 구동기와 인공 팔에 장착할 수 있는 피부를 모사한 3차원 피부센서를 개발 중이다.

최영진 한양대 교수팀은 절단장애인의 남아있는 뼈와 근육들을 최대한 활용해 구동부를 최소화하고 팔·손의 움직임을 의학적으로 분석해 사람과 비슷하게 움직이는 인공골격 및 관절 메커니즘을 개발 중이다.

연구관계자에 따르면 이번 연구사업은 ▲바이오닉스 연구 ▲뇌 질환 ▲인간-기기 인터페이스 ▲신경 컴퓨터 ▲지능형 반도체 칩 ▲생물 전자 소자 ▲신경 회로망 ▲뇌·신경 유전체 기능 연구 등 다양한 분야에서 시장 창출이 가능할 것으로 예상된다. 또 국내 약 14만 여명의 상지 절단 장애인들을 위한 부분 의수 및 인공 팔·손으로 적용 가능해 삶의 질 향상에 기여할 것으로 보인다.

오상록 박사는 "기존의 근전도 및 뇌 신호 중심으로 센서 또는 구동기 개발에 편중됐던 기술에서 벗어나 신경신호와 직접 연결해 인체에 적용 가능한 기술인만큼 실제 사용자들에게 기대 이상의 효율성과 삶의 희망을 되찾을 수 있을 것"이라고 말했다.

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