카이스트 김승환 연구원이 24일 대전 대덕산업단지에서 열린 공개 행사에서 새로운 착용형 로봇 ‘워크온슈트 F1’을 입은 채 걷고 있다. 카이스트 제공

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국내 로봇공학 연구진이 휠체어에서 내릴 필요 없이 로봇이 스스로 걸어오면 다른 사람 도움 없이 바로 착용할 수 있는 신개념 ‘입는 로봇’(웨어러블 로봇)을 개발했다.

공경철 교수(기계공학)가 이끄는 카이스트 연구진은 24일 하반신이 완전 마비된 장애인을 위한 새로운 유형의 착용형 로봇 ‘워크온슈트 F1’(WalkON Suit F1)을 공개하고 시연 행사를 열었다.

연구진이 2015년부터 연구 개발해 온 이 로봇은 하반신 마비 중에서도 중증도가 가장 높은 완전마비 상태 환자를 겨냥한 것이다. 2016년 첫 시제품을 발표한 연구진은 2020년 워크온슈트 4번째 시제품에서 보행 속도를 시속 3.2km까지 끌어올리고 좁은 통로, 문, 계단 등의 장애물을 통과하는 등 성능을 크게 개선했다.

입는 로봇이 환자 앞으로 걸어오고 있다. 전용 앱을 이용해 로봇의 이동 방향을 제어한다. 카이스트 제공

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마지막 남은 장애물은 혼자서는 로봇을 착용할 수 없다는 점이었다. 연구진은 후면 착용이 아닌 전면 착용 방식을 통해 이 문제를 해결했다.

특히 환자가 로봇을 휠체어에 앉은 상태에서 곧바로 착용할 수 있도록, 입는 로봇이 마치 휴머노이드 로봇처럼 스스로 착용자 앞으로 걸어올 수 있도록 했다. 전용 앱을 이용해 로봇의 이동 방향을 조정할 수 있다.

착용자가 로봇을 잘못 밀더라도 넘어지지 않고 균형을 유지할 수 있게 해주는 무게중심 제어 기능도 구현했다. 박현준 교수(산업디자인)가 휴머노이드 로봇와 웨어러블 로봇이 영역을 넘나드는 독특한 디자인을 개발했다.

연구진은 이와 함께 웨어러블 로봇 본연의 기능도 대폭 개선했다고 밝혔다. 두 발로 선 상태에서는 두 손을 자유롭게 사용할 수 있는 것은 물론이고, 지팡이 없이도 몇걸음을 걸을 수 있도록 균형 제어 성능이 향상됐다.

또 협력업체인 엔젤로보틱스와의 협업으로 로봇 핵심부품인 모터와 감속기, 모터드라이버, 메인 회로 등을 전부 국산화했다.

카이스트 연구진이 개발한 착용형 로봇 ‘워크온슈트 F1\' 구조. 카이스트 제공

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공 교수는 “새로 개발한 워크온슈트F1은 장애인을 위한 웨어러블 로봇 기술의 결정체”라며 4년만에 열리는 제3회 사이배슬론(Cybathlon) 대회에 출전할 계획이라고 밝혔다. 10월27일 열리는 이번 대회는 박정수 연구원 주장으로, 김승환 연구원(완전마비 장애인)이 선수로 참가할 예정이다. 카이스트 연구진은 2020년 대회에서 웨어러블 로봇 부문 1위를 차지한 바 있다.

사이배슬론 대회는 스위스에서 4년마다 개최되는 장애 극복 사이보그 올림픽이다. 일부 참가자는 스위스 현지에서, 일부 참가자는 각국 경기장에서 온라인 생중계로 참가한다. 공 교수팀은 엔젤로보틱스의 선행연구소(플래닛대전)에 설치된 경기시설에서 온라인으로 참가한다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr