美 오마하 네브라스카대, 웨어러블 기반 보행최적화 기술 개발

​

​

▲오마하 네브라스카대 연구진이 웨어러블 장치를 이용한 보행 최적화 기술을 개발했다. (사진=오마하 네브라스카대)

​

미국 네브라스카에 위치한 오마하 네브라스카 대학이 보행을 쉽게 할 수 있는 놀라운 방법을 발견해 이를 공개했다고 테크익스플로어가 지난달 31일(현지시각) 보도했다.

​

이 연구 결과는 사람들이 걷는 데 소비하는 에너지를 절반으로 줄이는 새로운 방법을 설명하고 있다. 이는 보행 능력이 손상된 환자들의 치료법으로도 사용될 수 있다.

​

이 연구는 웨어러블 기기 보조를 받는 최적의 방법이 항상 직관과 일치하지는 않는다는 것을 보여준다. 이 연구 내용은 사이언스 로보틱스 저널 최신호에 발표됐다.

​

연구원들은 이전의 논문에 기반해 환자가 땅을 박차고 앞으로 나아가려 할 때 허리 끈을 당김으로써 가장 높은 수준의 에너지 절약을 보게 될 것으로 믿었다.

​

그 가설은 생물에 영감을 받은 보조 전략에 바탕을 두고 있다. 즉, 이것은 걷는 동안 우리의 생물학적 근육이 어떻게 작용하는지에 의해 영감을 받는다는 것을 의미한다.

​

이 연구의 첫 번째 저자이자 오리건 보건과학대 박사후 연구원인 프로코피오스 안토넬리스 박사는 “생물학에서 영감을 받은 작동은 특정한 이점을 가질 수 있지만, 우리의 연구 시연은 이것이 대사 비용이나 에너지 소비를 최대로 줄여주는 최선의 전략은 아니라는 것을 보여준다”고 말했다.

​

​

​

▲오마하 네브라스카 대학이 개발한 이 장치는 개인이 트레드밀을 걷는 동안 전동 도르래가 시간에 맞추어 당겨주는 방식으로 작동한다. (사진=오마하 네브라스카 대학)

​

이번 연구에서 도르래에 연결된 허리 벨트를 전략적 타이밍에 잡아당기면 걷는 발걸음마다 에너지를 훨씬 적게 사용할 수 있다는 것을 보여주었다. 하지만 그 앞으로 당기는 그 최적의 타이밍은 놀라웠다.

​

필립 말콤 오마하 네브라스카 대학 생물학 조교수는 “우리가 걸을 때 걸음걸이 사이에는 한 발은 전진 동작을 멈추고 다른 한 발은 다음 단계를 진행하기 위해 가속할 준비를 하는 짧은 시간대가 있다. 우리의 연구는 두 발이 땅에 있는 이 짧은 시간대가 가장 효율적으로 걷도록 돕기 위해 힘을 적용할 최고의 시기라는 것을 보여준다”고 말했다.

​

이 장치는 개인이 러닝머신 위를 걷는 동안 전동 도르래에서 시간 맞춰 당겨주는 방식으로 작동한다. 허리벨트만 착용하면 되기 때문에 복잡한 기기에 비해 개인별 조정이 상대적으로 쉽다.

​

최적의 타이밍 연구 성과는 말초동맥 질환 같은 병을 가진 환자들에게 치료법을 제공하는 임상 환경에서 운동 치료사를 위해 활용될 수 있다.

​

이 연구팀에 참여한 네브래스카대 의료센터 및 오마하 VA메디컬센터 혈관 외과 의사인 이라클리스 피피노스 박사는 이 연구의 이점을 보고 있다.

​

피피노스 박사는 “내 환자들은 동맥이 경화돼 다리의 혈액순환에 문제가 생기면서 다리 통증과 이동성 저하를 초래하고 있다. 어떤 환자들이 이 장치를 처음 사용한 후 다리가 시원해졌다고 말하는 것을 듣고 감동했다. 우리는 이제 이런 방법들이 일상적으로 사용될 수 있는 방법을 생각하고 있다. 예를 들면 물리치료 클리닉에서 보조 보행 운동 치료를 위해 이 시스템들을 사용하는 것이다”라고 밝혔다.

​

이성원 sungwonly09@gmail.com

<저작권자 © 로봇신문사 무단전재 및 재배포금지>