한국생산기술연구원

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한국생산기술연구원 AI·로봇연구부문 안범모 수석연구원 (031-8040-6882 / bmahn@kitech.re.kr)

한국생산기술연구원 정책홍보실 유윤형 팀장 (041-589-8031 / walla94@kitech.re.kr)

옷 안에 착용하는 보행 보조로봇 나왔다.

- 생기원, 고출력·저소음·초경량 보행 보조로봇‘ASSIST’개발

- 무게 0.6㎏ 보조로봇, 1.9㎏ 휴대용 공압백팩으로 초경량 구현

□ 2020년 질병관리청이 발행한 ‘건강·질병 정보’에 따르면 국내 85세 이

상 고령인구 10명 중 4명이 보행 장애를 겪는다.

ㅇ 고령자가 아니더라도 질병, 사고, 근력소실 등 다양한 원인으로 보행능력이 저하될 수 있으며, 연간 10만 명 이상의 환자가 발생하는 뇌졸중의 경우 71%*는 치료 후에도 보행에 불편을 겪는다는 조사도 있다.

* ‘뇌졸중 환자의 퇴원 후 재활치료 현황 및 사회복귀에 대한 심층적 이해관계를    위한 기초 조사’ ; 주간 건강과 질병 2020년 13권 42호

□ 이에 따라 일상생활에서 보행을 도울 수 있는 보조기 수요가 증가하고 있으며, 로봇기술과 결합한 착용형 보행 보조로봇 출시도 늘고 있는 추세이다.

ㅇ 착용형 보행 보조로봇은 동력을 생성하는 ‘동력발생기’와 전달 받은 동력으로 보행을 돕는 ‘보조로봇’으로 구성되는데, 기존의 보행 보조로봇은 부피와 소음이 크고 착용성이 떨어져 기피 요인이 되어 왔다.

□ 한국생산기술연구원(원장 이낙규, 이하 생기원)과 KAIST, 서울대학교병원 공동 연구팀이 부피와 무게, 소음을 줄여 외부에서 드러나지 않게 옷 안에 착용할 수 있는 보행 보조로봇을 개발했다.

ㅇ 생기원 AI·로봇연구부문 안범모 박사는 공동 연구를 통해 소형 공압 발생기가 장착된 무게 1.9㎏의 공압백팩과 0.6㎏의 초경량 보조로봇으로 구성된 착용형 보행 보조로봇 ‘ASSIST’*를 개발했다고 밝혔다.

* ASSIST(Air transmitted Secure, Self-regulating Impairment Supporting Tool)’ : 보행 장애 환자를 위한 공압 구동기 기반의 안전한 보조 장치

□ ASSIST는 공압백팩에서 만들어진 고압의 공기를 튜브를 거쳐 로봇에 전달함으로써 사용자의 보행 특성에 맞춰 걸을 수 있도록 기계적 힘을 공급하는 보행 보조 로봇이다.

ㅇ 부품 설계를 최적화하고, 초경량 소재로 제작해 신발 안에 신고 발목과 정강이에 고정한 후 옷으로 덮으면 외부에서 드러나지 않으며, 공압백팩은 어깨에 메는 구조이다.

□ ASSIST는 생기원의 실용화기술과 KAIST의 원천기술, 서울대학교병원의 임상평가기술이 융합되어 탄생했다.

ㅇ KAIST 기계공학과 김정 교수 연구팀은 보행 보조에 필요한 힘을 공급하는 공압백팩과 지면반력*을 활용해 사용자의 보행을 돕는 지면반력센서 원천기술을 개발하고, 초기 성능 검증을 위한 시제품을 제작했다.

ㅇ 서울대병원 정형외과 이동연 교수 연구팀은 뇌졸중 환자의 대표적 보행 장애인 족하수(Foot drop) 환자를 대상으로 한 임상평가를 진행했다.

* 지면반력(地面反力) : 지면에 힘을 가했을 때의 반작용력

□ ASSIST는 하버드대학교가 출시한 총 무게 3.8㎏의 보행 보조로봇 엑소

슈트(Exo suit)보다 가볍고, 케이블 구동기를 쓰지 않는 공압 방식 특

유의 유연성으로 인해 안정성이 높다.

ㅇ 안범모 박사 연구팀은 공압펌프, 제어기, 배터리로 구성된 공압백팩의 전체 무게를 1.9kg로 줄이는 데 성공함으로써 휴대성을 높였다.

ㅇ 또한 보조로봇의 발목과 정강이 고정부에 보아(BOA)시스템 기반의 탈·부착 기능을 적용해 사용자가 조력자의 도움 없이도 편리하게 신고 벗을 수 있도록 했다.

ㅇ 특히 카본섬유 소재로 발판을 만들고, 기구부 최적설계를 통해 보조로봇 무게를 0.6kg으로 경량화 함으로써 신발 안에 끼워 신어도 일반 등산화를 신은 것 정도의 부담 없는 무게를 구현해 냈다.

ㅇ 이를 통해 서울대병원 임상평가에서 ASSIST 착용 후 보행 시 최대 30도까지 발목 관절을 들어줄 수 있고, 좌우 걸음 비대칭 각도가 최대 5도 미만으로 교정되는 결과를 얻었다.

□ 안범모 박사는 “최근 보행 보조로봇이 고령화시대의 블루오션으로 꼽히고 있지만, 각종 부가장치와 부피 문제로 사용자의 부담이 크다는 점에 주목해 옷 안에 착용할 수 있는 보조로봇을 개발하게 됐다”고 말하며 “대형 공압 컴프레서를 대체할 수 있는 소형 공압백팩 개발, 카본섬유 소재를 활용한 경량화기술 등의 성과를 바탕으로 현재 고성능 모터 구동기를 활용한 보행 보조로봇 개발 연구를 진행하고 있다”고 밝혔다.

□ 한편 이번 성과는 과학기술정보통신부가 지원하는 바이오․의료기술개발사업의 일환으로 수행됐으며, KAIST가 총괄주관을 맡고 생기원과 서울대병원이 공동연구를 진행했다.

[참고1] 자료사진

참고1

자료사진

[사진1] (좌) 무게 0.6㎏으로 구현한 보행 보조로봇

(우) 보아시스템을 적용한 탈부착시스템

[사진2] 총 무게 1.9㎏의 휴대형 공압백팩

[사진3] 안범모 박사 연구팀

보조기로 변경했습니다.

기존 보조부를 기구부로 통일할 거면 제목의 보조기도 기구부로 바꿔야 할 것 같습니다. 보조부로 통일하면 안 되나요? 보조부가 더 직관적이어서요.

요즘은 정상인이라고 하지 않고 비장애인이라고 하더라고요. 그런데 장애인이란 표현도 부담스럽지만, 지금까지 내용이 고령자나 사고, 질병 등으로 맞춰져 있었는데 갑자기 장애인이 들어가 맥락이 달라져 버렸습니다. ‘보행 보조력을 전달’도 표현이 어색해서 전반적으로 문장을 이렇게 바꿨습니다.

=> 완전 자연스럽게 작성해주신 것 같습니다. 이견 없습니다.

‘실용화기술로 개인 맞춤형’은 수사만 있고 내용이 없어 모호합니다. 아래 단락에 내용이 있으니 여기서는 빼도 될 것 같습니다.

=> 좋은 판단이신 것 같습니다.

아래 단락에서 내용 중복돼 여기서는 핵심 내용만 언급했습니다.

=> 간략하고 좋은 것 같습니다.

내부 조직인데 꼭 넣어야 할까요?

=> 생략해도 됩니다.

인솔 소재가 무엇인지요? 소재 이름이면 원문 표시 부탁드립니다.

‘기구부 최적화를 통해 보조기’

-> 기구부나 보조기 중 하나는 빼도 될까요?

굽힘이 보조된다는 표현이 어색합니다. ‘굽힘 현상이 개선되고’ 라는 뜻일까요?

그리고 박사님 지금 보니까 ASSIST는 치료 목적이 아니라 보행 보조로봇인데, 발목 굽힘, 비대칭 각도 등의 교정 뿐 아니라 사용자가 혼자 밖에서 걸어 다닐 수도 있지 않나요? 혹시 그런 기록 같은 건 없을까요? 없으면 최종 보도자료 확정해야 하니까 무리하게 찾지 마시고요.