휴로틱스 “무동력 웨어러블 로봇 슈트, 보행 에너지 저감 효과 확인”

▲휴로틱스 이기욱 대표. (사진=휴로틱스)

웨어러블 로봇 전문 기업 휴로틱스(대표 이기욱)는 미국 일리노이대학교 시카고(UIC) 김명희 교수 연구팀과의 공동 연구 성과가 국제 학술지 ‘IEEE TBME’에 게재됐다고 6일 밝혔다.

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이번 논문은 휴로틱스의 핵심 연구 역량이 반영된 무동력(Passive) 웨어러블 로봇 슈트의 보행 에너지 저감 효과를 다뤘다. IEEE TBME는 생체의공학 분야의 저명한 국제 학술지다.

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이번 연구는 발목 부상 및 골절 회복기에 널리 사용되는 워킹 부츠(Walking Boot)에 주목했다. 워킹 부츠는 회복 과정에서 필요한 보조기지만, 보행 시 신체 부담을 높이고 보행 비대칭성을 유발할 수 있다.

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UIC 김명희 교수와 휴로틱스 이기욱 대표는 이번 논문의 공동 교신저자로 참여했다. 한·미 공동 연구팀은 워킹 부츠 착용 조건에서 무동력 고관절 엑소수트(Passive Hip Exosuit)가 보행 에너지와 보행 패턴에 미치는 영향을 분석했다.

 

▲워킹 부츠 착용 조건에서 무동력 고관절 엑소수트의 보행 보조 효과를 평가하기 위한 실험 구성도. (자료=휴로틱스)

 

연구 결과, 무동력 엑소수트를 착용한 뒤 사용자 맞춤형 보행 훈련 방식인 강제 탐색 훈련(Enforced Exploration Training)을 병행했을 때 보행 시 소모되는 대사 에너지가 감소했다. 엑소수트를 착용하지 않은 조건 대비 3.5%, 훈련 전과 비교해서는 최대 6.2%의 대사 에너지 감소가 확인됐다.

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해당 무동력 엑소수트는 모터나 배터리를 사용하지 않는다. 고무 밴드의 탄성 에너지를 활용해 고관절 움직임을 보조하는 방식이다. 이를 통해 착용자의 자발적인 움직임을 유지하면서도 보행 부담을 낮출 수 있음을 확인했다.

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이번 결과는 워킹 부츠처럼 보행 부담을 높일 수 있는 보조기 착용 환경에서도 소프트 엑소수트가 보행 피로를 줄일 수 있음을 보여준다. 특히 동력 장치 없이 보행 효율 개선 가능성을 확인했다는 점에서 의미가 크다. 향후 재활 훈련은 물론, 장시간 보행이 필요한 다양한 환경으로의 확장 가능성도 제시했다.

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이번 논문 게재는 휴로틱스가 주력하고 있는 의료용 전동식 보행 재활 슈트 H-Medi(에이치메디)에 더해, 무동력 엑소수트 분야에서도 연구개발 역량을 축적하고 있음을 보여주는 성과다. 무동력 슈트는 배터리나 모터가 필요 없어 구조가 가볍고, 착용 부담이 낮으며 충전 제약 없이 장시간 사용할 수 있다는 장점이 있다.

▲워킹 부츠 착용 조건에서 무동력 고관절 엑소수트 적용 전후의 보행 대사율과 신체적 부담 변화를 분석했다. 그래프는 엑소수트 미착용, 훈련 전, 훈련 후 조건에서의 비교 결과. (자료=휴로틱스)

휴로틱스는 의료·재활 현장을 중심으로 축적해온 소프트 웨어러블 로봇 기술을 기반으로 적용 분야를 넓혀갈 계획이다. 향후 스포츠 재활, 산업 현장 보행 보조, 고령자 일상 보행 지원 등 다양한 영역으로 기술 확장을 추진한다. 특히 동력형과 무동력형 로봇 슈트를 함께 연구·개발해 사용 환경과 목적에 맞는 웨어러블 로봇 솔루션을 제시한다는 전략이다.

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휴로틱스 이기욱 대표는 "UIC 연구팀과 함께 진행한 무동력 엑소수트 연구 성과가 IEEE에 게재돼 매우 뜻깊다"며, "휴로틱스는 앞으로도 동력과 무동력, 의료와 일상을 아우르는 소프트 웨어러블 로봇 기술을 고도화하겠다. 더 많은 사람들이 더 편안하고 자유롭게 움직일 수 있는 미래를 만들어가겠다"고 밝혔다.

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최지호 기자 jhochoi51@irobotnews.com

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