가볍고 실제 움직임과 유사
바닥 차는 힘, 세계 최정상급
가격, 해외 제품의 20% 수준
국내·외 시장서 상용화 준비

▲ 한국기계연구원 우현수 박사팀이 개발한 로봇의족 시제품.

무릎 아래가 절단돼 보행에 불편함을 겪는 환자들의 보행을 돕는 ‘발목형 로봇 의족’이 개발됐다.

26일 한국기계연구원에 따르면 대구융합기술연구센터 의료지원로봇연구실 우현수 박사팀이 실제 발목과 비슷할 정도로 가벼우면서도 바닥을 차는 힘은 세계 최고 수준인 로봇의족을 개발했다.

해외에서는 하지절단 환자들이 정상인 수준의 생활이 가능한 로봇의족이 많이 개발돼 이를 이용하고 있지만 국내에서는 제품 가격이 비싸 이용률이 낮은 편이다.

또 무게가 무겁고 바닥을 미는 힘이 실제 발목 힘에 미치지 못하는 기술적 한계가 있었다.

연구팀은 가벼우면서도 출력이 뛰어난 모터와 감속기, 센서가 통합된 ‘경량 고출력 통합구동모듈’ 기술을 이용해 실제 발목 움직임과 유사한 로봇의족을 만드는데 성공했다.

이 발목 의족은  무게가 1.4 ㎏으로 실제 발목과 비슷하고 발목 관절을 30 도까지 움직이며 실제 걸을 때와 비슷한 힘을 낼 수 있다.

연구팀은 또 3D 모션캡쳐 시스템과 지면반력측정기 등으로 환자의 보행동작을 정밀하게 분석해 개인에게 최적화된 맞춤형 보행모델을 적용할 수 있도록 했다.

이에 따라 개인에게 적합한 걸음 패턴이 입력돼 보행속도와 지면의 경사도를 순간적으로 측정하고 출력 토크를 조정해 자연스러운 보행을 도울 수 있다.

실제 지난해부터 해운대백병원과 함께 발목절단 환자를 대상으로 시제품을 착용해 진행한 실험에서 환자의 만족도가 높은 것으로 알려졌다.

연구팀은 실제 보행에 가까운데다 가격도 해외 제품(8천만원)의 5분의 1(1천500만원) 수준이어서 하지절단 환자 등에게 도움이 될 것으로 기대하고 있다.

또 로봇의족의 핵심기술인 모터 설계 관련 기술 등을 이전하고 상용화를 위한 임상 시험을 진행 중이다.

우현수 책임연구원은 “해외에서는 환자들이 보험 적용을 받아 로봇의족을 구입, 활용하고 있지만 국내 환자들은 가격이 비싸 활용하지 못하고 있다”라며 “쓰고 싶어도 너무 비싼 가격 때문에 엄두를 내지 못했던 국내 환자들의 재활에 큰 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.

이번 연구는 한국기계연구원 주요사업인 ‘하지절단 환자를 위한 발목형 로봇의족 개발’과제의 지원을 받아 수행됐다.

국내 특허등록 및 미국 특허출원을 마치고 국내 및 해외 시장에서 상용화를 준비하고 있다.

 

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