무게 1kg 내외, 입는 웨어러블 로봇 개발

김진수 / 기사승인 : 2019-07-12 07:41:34
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기계연, 일상복 형태로 가볍고 선택 제어할 수 있는 근력 보조 로봇 개발
[사진=한국기계연구원]

[IT비즈뉴스 김진수 기자] 일상복과 같은 형태로 기존의 웨어러블 로봇과 비교해 가볍고 필요할 때만 선택해 근력을 보조받을 수 있어 효율적인 의복형 웨어러블 로봇이 국내 연구진에 의해 개발됐다.


웨어러블 로봇은 착용자의 보행능력을 향상시키거나 무거운 물체를 운반할 수 있도록 기계적인 힘을 더해주는 로봇이다. 인간을 감싸는 형태로써 인간의 지능과 로봇의 신체가 결합되는 장점이 있어 다양한 분야에 적용할 수 있다.


한국기계연구원(KIMM)에 따르면 첨단생산장비연구본부 로봇메카트로닉스연구실 박철훈 책임연구원은 옷감처럼 가볍고 말 수 있으면서도 근력을 보조하는 의복형 웨어러블 로봇을 개발했다.


곤충의 껍질과 유사한 외골격형 웨어러블 로봇(Hard wearable robot)이 대부분인 기존의 웨어러블 로봇은 모터나 공압으로 구동된다. 무겁고 소음이 발생하며 상대적으로 비싼 것이 단점으로 지적돼 왔다.


연구팀은 이번에 개발한 의복형 웨어러블 로봇에 핵심기술로 형상기억합금에 전류가 흐르면 수축하는 성질을 적용했다고 설명했다. 직경 0.5mm 이하의 형상기억합금을 스프링 다발로 만들어 무게는 20g 수준으로 가볍고 근육처럼 수축할 수도 있다는 설명이다.


10kg의 무게를 들어 올릴 수 있는 옷감형 유연구동기도 적용됐다. 유연구동기와 배터리, 제어기 등을 모두 포함한 의복형 웨어러블 로봇의 무게는 1kg 내외로 일반 성인이 입는 점퍼 수준이다.


또 근력보조가 필요할 때만 선택해 사용할 수 있어 전력 소비가 적고 배터리가 모두 소진된 상태에서는 일상복처럼 입고 다닐 수도 있다.


연구팀은 상지 근력 보조를 넘어 어깨, 허리, 다리를 포함해 전신을 보조할 수 있는 모든 형태의 의복형 웨어러블 로봇 개발을 목표로 기술 고도화에 나설 예정이다.


박철훈 책임연구원은 “의복형 웨어러블 로봇은 택배, 물류 등 신체일부분을 반복적으로 사용하는 분야의 작업환경을 개선할 수 있고 향후 고령화 시대의 노동인력 감소 문제를 해결할 수 있는 좋은 대안”이라며 “기술 고도화로 대중화에 성공하면서 해외시장에 진출할 수 있도록 기여하고자 한다”고 말했다.


해당 연구는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 온라인판에 ‘형상기억합금 기반의 옷감형태 인공근육으로 동작하는 의복형 웨어러블 로봇(Suit-type wearable robot powered by shape-memory-alloy-based fabric muscle)’의 제목으로 6월24일 게재됐다.


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