무거운 물건을 들 때 근력을 보조하면서 자세 교정도 하는 입는 로봇이 국내에서 개발됐다.
조규진 서울대 기계공학부 교수 연구진은 26일 사이언스 자매지인 ‘사이언스 로보틱스’에 “물건을 들어 올릴 때 허리를 굽히지 않고 똑바로 앉았다 일어서도록 하는 입는 로봇을 개발했다”고 밝혔다.
입는 로봇은 몸에 장착해 근력을 보조하는 기계장치다. 보통 딱딱한 금속으로 만들지만 이번에는 끈과 고무줄, 천으로 만들어 소프트 입는 로봇으로 불린다. 인대처럼 끈과 고무줄이 수축하고 펴지면서 근육의 힘을 대신하는 것이다. 무게는 850g으로 별도의 동력장치가 필요 없다.
특히 산업 현장에 보급된 기존 입는 로봇은 단순히 허리를 받쳐주기만 하지만 이번 로봇은 허리를 펴고 바른 자세로 물건을 들도록 작업 자세를 교정하는 역할도 한다고 연구진은 강조했다. 즉 로봇을 입고 작업을 하면 등을 숙이는 대신 스쿼트(앉았다 일어서는 하체 운동)를 하도록 유도한다는 것이다.
작동 과정은 이렇다. 다리를 펴고 등을 구부리면 소프트 로봇의 신축성이 떨어져 일종의 브레이크 역할을 한다. 동작이 부자연스러워지는 것이다. 반면 등을 펴고 무릎을 구부리면 신축성이 높아져 더 적은 힘으로 동작을 할 수 있다. 앉으면 입는 로봇의 고무줄이 늘어나면서 에너지가 저장된다. 나중에 물건을 들고 일어서면 고무줄이 원래대로 수축하면서 근력을 보조해 더 적은 힘으로 스쿼트를 할 수 있다는 것이다.
조규진 교수는 “입는 로봇을 처음 착용한 10명을 대상으로 실험했더니 9명이 자연스럽게 물건을 들 때 스쿼트 동작을 하게 됐다”며 “10% 정도의 근력을 보조하는 효과도 의미가 있지만 적절한 자세 유도로 하중을 분산시켜 부상의 위험을 줄일 수 있다는 점이 더 큰 효과”라고 말했다.
단점은 입는 로봇이 작은 물건을 집으려고 등을 구부리는 동작까지 방해한다는 점이다. 연구진은 앞으로 입는 로봇을 개선해 이런 문제를 해결하겠다고 밝혔다. 조규진 교수는 “이미 등을 구부려서 작업을 해야 하는 상황에서는 허리에 부착된 다이얼을 돌려서 자세 교정 강도를 낮출 수 있도록 했다”고 말했다.
이번 연구에는 서울대 인간중심 소프트 로봇기술 연구센터의 윤성식 연구원과 서울대병원 재활의학과의 김기원 교수와 서울대 체육교육과 안주은 교수도 참여했다. 조규진 교수는 “이번 기술은 향후 바른 동작을 유도하는 스포츠 의류로도 발전할 수 있다”고 말했다.