Published : Sept. 26, 2016 - 17:18
서강대학교(총장 유기풍) 기계공학과 공경철 교수가 이끄는 공동연구팀이 장애인을 위한 입는 로봇 ’워크온‘으로 사이배슬론에 출전한다.
공동연구팀은 서강대 기계공학과 연구팀, 로봇개발업체 SG메카트로닉스, 세브란스재활병원 연구팀으로 구성되며, 서강대 연구팀은 로봇 기구·제어알고리즘·회로/전자장비 설계를 맡고, 세브란스 재활병원에서는 장애인 선수의 임상훈련을 맡았다.
사이배슬론(CYBATHLON)은 10월 8일 스위스에서 개막하는 국제대회로 ‘아이언맨 올림픽’으로 불린다. 장애인 보조로봇 기술 등 의·공학 분야 세계 최고의 기술을 겨루는 경기로, 유럽 방송매체를 통해 대회 모든 내용이 실황 생중계될 예정이다.
사이배슬론은 뇌-컴퓨터 인터페이스, 엑소레이스(입는 로봇), 로봇의수, 로봇의족, 기능성 휠체어, 전기자극 자전거 등을 포함한 6개의 종목으로 구성이 되어 있다. 서강대 공동연구팀은 그 중 가장 주목받는 엑소레이스(Powered Exoskeleton: 입는 로봇)에 유일한 한국팀으로 출전한다.
척수손상으로 인해 완전마비가 된 장애인이 로봇을 착용하고 일반인처럼 ①앉기와 서기, ②장애물 통과, ③앞경사로 통과, ④징검다리 건너기, ⑤옆경사로 통과, ⑥계단 오르내리기의 미션을 수행해야 한다. 연구팀은 대회출전에 앞서 장애인 선수의 심적 부담을 극복하는 등 실전을 위해 서강대 체육관에서 공개훈련을 진행하고 있다.
국내 웨어러블 로봇 연구 수준은 이미 세계 상위권이다. 특히, 서강대학교 연구팀은 부분마비 환자군을 보조하기 위한 핵심기술을 가지고 있다. 또한, 완전마비 장애인을 재활하기 위한 연구 또한 상당 부분 완성되어 상용화 직전단계에 도달해 있다.
서강대학교 연구팀의 웨어러블 로봇은 크게 두 가지로, ①부분마비 환자군을 대상으로 하는 Angelegs (엔젤렉스), 그리고 이번 사이베슬론 국제대회 출전을 위해 개발한 ②완전마비 장애인용 워크온수트(Walk-ON Suit)가 그것이다. ‘엔젤렉스’는 몸에 부착하는 센서 없이도 동작 패턴을 파악하고, 어떠한 행동을 하든지 사용자의 행동에 제약을 주지 않는 특징이 있으며, ‘워크온수트’는 사이배슬론 대회만을 위하여 특별히 제작된 로봇이다.
워크온 수트는 최대 구동력 150Nm (공압기 연동시 250Nm) 최대속도 45 RPM을 생성할 수 있는 초강력 구동장치를 장착하고 있다. 또한, 사람의 다리 근육구조를 모방하여 설계되었는데, 이는 보행동작에 가장 효율적인 동력전달 구조로 에너지 효율 효과를 높인다.
완전마비 장애인의 관절이 가능한 운동범위와 회전속도 범위를 고려하여 안전한 보행을 할 수 있는 관절을 구현해냈다. 본체는 로봇의 두뇌라고 할 수 있는 ‘로봇제어장비’로 이루어져 있고, 특수목발(클러치)는 자동차 기어와 같은 기능으로 10여 가지의 동작을 제어하는 단추가 있다.
또한 로봇의 동작 상태를 표시해주는 모니터와, 큰 힘이 필요할 때 모터에 힘을 더해주는 공압기 장치도 포함해 설계되었다.
선수로 출전하는 김병옥씨는 98년에 뺑소니 사고로 하반신이 완전 마비되었다. 그동안 휠체어에 의존해 왔는데, 이번 사이배슬론 대회 참석을 계기로 20년 만에 두 다리로 일어서 걷게 되었다.
그는 “대회를 준비하며 다시 일반인처럼 걸을 수 있다는 희망이 생겼다”면서 “체력을 잘 관리해 대회를 잘 치러내겠다”고 소감을 밝혔다. 또한, “이번 대회를 계기로 장애인을 위한 입는 로봇이 더 널리 사용되면 좋겠다”고 덧붙였다.
연구·개발의 총책임자이면서 대회 준비를 이끌고 있는 공경철 교수는 “장애인 선수를 걷게 하고자 하는 꿈으로 연구를 해왔다”면서 “이번 사이배슬론을 통하여 대한민국의 기술력을 전 세계에 제대로 알리고 올 것”이라고 말했다.
한편, 이번 사이배슬론 대회에 참가하는데 서강대 LINC사업단의 지원을 일부 받았다. 김병옥 선수의 실전훈련은 서강대 체육관에서 10월 1일까지 진행되며, 웨어러블 로봇에 관심 있는 공학도, 예비공학도 등 누구나 참관이 가능하다.