▲ 한국기계연구원 대구융합기술연구센터 우현수 의료지원로봇연구실장(왼쪽)과 김정원 중사(오른쪽)가 12월 7일(금) 첫 상용 스마트 로봇의족 전달식을 가졌다.
한국기계연구원(원장 박천홍)이 나라를 지키다 입은 상처를 따뜻한 기계 기술로 감싼다. 기계연 대구융합기술연구센터 의료지원로봇연구실 우현수 실장 연구팀은 연구소기업 ㈜오대를 설립하여 스마트 로봇의족의 상용화에 성공하고, 첫 상용제품을 지난 2015년 목함지뢰 폭발사고로 오른쪽 발목을 잃은 육군학생군사학교 상명대학군단 김정원 중사에게 전달했다.
연구팀은 지난해 4월 스마트 로봇의족 기술을 처음 개발한 후 국내 영세한 의수·의족 산업환경에서 상용화에 한계를 느끼고 직접 연구소기업 설립에 나섰다.
스마트 로봇의족은 기존의 딱딱한 의족과 달리 사람의 발목과 유사한 움직임과 걸을 때 바닥을 차는 힘을 구현해 훨씬 자연스러우면서 의족 착용시 피로와 통증을 줄일 수 있는 제품이다.
연구팀은 상용화된 제품을 가장 먼저 목함지뢰 폭발 사고로 발목을 잃은 김정원 중사에게 전달키로해 더욱 눈길을 끈다. 연구팀은 상용화를 앞두고 국군의무사령부의 도움을 받아 김정원 중사의 보행 패턴을 분석하고, 2개월 간의 분석 끝에 최적화된 의족을 제작했다.
김정원 중사는 실험 당시 착용 첫 날, 한 시간의 연습 후 곧바로 보행 보조기구 없이 스마트 로봇의족을 착용한 채 걷는데 성공했다.
지난 10월부터 스마트 로봇의족을 착용하고 임상실험에 도움을 준 김정원 중사는 “스마트 로봇의족을 착용하면 기존의 의족과 달리 아주 부드러우면서 마치 살아있는 다리 같은 느낌을 준다”며 “기술이 많은 사람들에게 도움이 될 수 있도록 연구개발 과정에 참여할 수 있어 매우 기쁘다”고 말했다.
이에 앞서 연구팀은 지난해 4월 기술 개발에 성공한 후 직접 연구소기업을 설립하고 상용화에 착수했다. 출시된 의족의 무게는 기존 개발품 보다 0.45㎏ 더 가벼워진 1㎏ 수준에 불과하다. 이와 함께 구동 출력은 더욱 키워 땅을 차는 힘을 나타내는 토크(Nm)를 세계 최고 제품과 동일한 150Nm까지 구현할 수 있다. 제품 가격도 외국산의 1/4 수준으로 절감하는데 성공했다.
특히 발목에 모터구동부와 함께 스프링을 적용한 독창적인 설계로 제품의 무게를 줄였을 뿐 아니라 갑자기 작동이 멈추는 비상시에도 자연스러운 반동을 구현할 수 있도록 했다. 한 번 충전하면 배터리 교환 없이 최대 4시간 보행이 가능하며, 필요시 여분의 배터리로 교체할 수 있다. 더불어 스마트폰 앱과 연동하여 로봇의족과 일반 수동의족으로 동작 모드를 변경할 수 있고 배터리 잔량도 체크할 수 있다.
▲ 스마트 로봇의족 개념도(왼쪽) / 실제 출시되는 제품 사진(오른쪽) 의족 및 운동화 착용시 사람 발목 크기와 유사함
현재 시중에 판매되는 로봇의족은 외국산 제품뿐이며, 가격이 1억 원에 달할 정도로 고가다. 또 로봇의족을 구입하더라도 실제 착용을 위해서는 외국 현지에서 수 개월간 착용자의 보행패턴을 분석하는 과정이 필요하기 때문에 사실상 일반 수요자들이 접하기에는 어려움이 컸다.
이번 연구성과는 충남대학교병원과 기술교류회를 통해 임상실험 부분을 협력 연구로 진행했으며, 국군의무사령부, 의지보조기협회 등 다양한 기관과 협업을 통해 도출된 성과여서 더욱 의미를 더한다.
우현수 실장은 “1년여의 노력 끝에 드디어 세계 최고 제품과 동등한 성능의 국산 로봇의족을 상용화하는데 성공했다”라며 “로봇기술의 도움으로 외국처럼 국내 많은 절단 장애인들도 다양한 일상생활이 가능해지길 바란다”라고 말했다.
