기계연, 해운대백병원과 임상 착수…2018년 상용화 예정
무게 1.4kg, 가격 기존 대비 5분의 1 수준

한국기계연구원에서 개발한 스마트 로봇의족 시스템.<사진=한국기계연구원 제공>
한국기계연구원에서 개발한 스마트 로봇의족 시스템.<사진=한국기계연구원 제공>
발목의 움직임을 자연스럽게 모사하면서 무게는 가볍고 가격도 낮춘 스마트 로봇의족이 개발됐다.

한국기계연구원(원장 박천홍)은 대구융합기술연구센터 의료지원로봇연구실이 고유의 '경량 고출력 통합구동모듈' 기술을 이용해 무게는 실제 발목과 비슷하면서도 발목이 바닥을 차는 힘은 세계 최고 수준까지 구현한 스마트 로봇의족을 개발했다고 26일 밝혔다.

스마트 로봇의족은 발목 관절을 30°까지 움직일 수 있다. 발목 회전력의 크기인 토크 출력은 150뉴턴미터(Nm)로 실제 걸음을 걸을 때처럼 발로 땅 바닥을 차주는 반동을 그대로 구현할 수 있다.

무게는 1.4kg으로 실제 발목의 무게와 유사하다. 세계 최고 기술력을 갖춘 것으로 평가받는 미국 BIONX사의 'BioM' 모델의 경우 출력은 150 Nm로 같지만 무게는 1.8㎏ 이다.

연구팀은 환자의 보행동작을 정밀하게 분석하기 위해 3D모션캡쳐 시스템과 지면반력측정기 등 다양한 측정 시스템을 이용했다. 이를 바탕으로 개인별로 최적화된 맞춤형 보행모델을 개발했다.

로봇의족은 개인별 보행 모델에 따라 착용자의 보행속도와 지면의 경사도를 순간적으로 측정하고 출력 토크를 조정해 자연스러운 보행을 돕는다.

가격도 로봇의족 1대당 1500만원(해외제품 1대당 8000만원 수준)으로 기존 제품보다 5분의 1 정도 낮아 해외 시장에서도 경쟁력을 갖췄다.

한국산업마케팅연구소의 2016년 분석에 따르면 세계 로봇의족의 시장 규모는 10조원, 국내 시장 규모는 254억원으로 예상된다.

연구팀은 2016년부터 해운대백병원과 협력하며 발목절단 환자에게 시작품 착용실험을 진행하고 있다. 오는 2018년께 국내시장, 2019년 해외시장 진출을 목표로 하고 있다.

우현수 책임연구원은 "그동안 로봇의족은 가격이 너무 비싸고 해외제품을 이용할 경우 환자가 미국 등 현지에 3개월 이상 거주하면서 모델을 개발하는 불편이 있었다"면서 "이번 개발에 적용된 보행모델 분석기술은 일반 환자의 근력 보조기나 웨어러블 로봇의 동작제어에도 활용할 수 있는 원천 기술"이라고 설명했다.

통하부동모듈 기반 로봇의족 메커니즘.<사진=한국기계연구원 제공>
통하부동모듈 기반 로봇의족 메커니즘.<사진=한국기계연구원 제공>
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