기계硏, 옷처럼 입는 로봇 '근육옷감' 대량 생산기술 확보

형상기억합금 코일실 기반 자동직조장비 개발

팔꿈치·어깨·허리 3관절 동시 보조 웨어러블 로봇 구현

임상시험에서 어깨 움직임 57% 이상 개선 확인

[대전=뉴시스] 기계연구원 박철훈(오른쪽 첫째) 책임연구원 연구팀이 근육옷감을 대량생산할 수 있는 자동직조기를 개발했다. 박 책임연구원 연구팀(사진=기계연구원 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 한국기계연구원은 첨단로봇연구센터 박철훈 책임연구원 연구팀이 옷감처럼 가볍고 유연한 인공근육 ‘근육옷감’을 대량생산할 수 있는 자동직조장비를 개발했다고 29일 밝혔다.

이 장비는 머리카락 굵기의 4분의 1 수준인 직경 25㎛의 형상기억합금 와이어를 코일 형태로 가공한 실을 이용해 근육옷감을 연속적으로 제작하는 기술이다.

근육옷감은 10g의 무게로 10~15㎏을 들어 올릴 수 있어 의복형 웨어러블 로봇의 핵심 구동기로 활용된다.

기존 형상기억합금 코일실은 금속 중심 실(심선)을 사용해 실의 연신율이 낮아 자동직조기를 통한 근육옷감 제작이 어려웠다.

기계연은 금속 대신 천연사를 중심 실로 사용하고, 근육옷감의 구조와 제작 공정을 새롭게 설계했다. 또 직조기 구조를 개선해 근육옷감을 연속으로 대량생산할 수 있게 됐다.

이 근육옷감 구동기는 가볍고 유연해 팔꿈치·어깨·허리처럼 움직임이 복잡한 관절에도 자연스럽게 순응하며 능동적인 보조를 구현한다.

연구팀은 이를 기반으로 팔꿈치·어깨·허리 3개 관절을 동시에 보조하는 무게 2kg 미만의 경량 의복형 웨어러블 로봇을 개발해 근육 사용량을 40% 이상 줄였다.

또 840g짜리 초경량 어깨 보조로봇도 구현해 근육 약화 환자들이 일상에서 부담 없이 착용하고 휴대할 수 있도록 했다.

서울대병원과 함께 듀센 근이영양증 등 근육 약화 환자를 대상으로 진행한 임상시험에서는 어깨 움직임 범위가 57% 이상 개선된 것으로 나타났다.

박철훈 책임연구원은 “근육옷감의 대량생산 기술을 통해 의료, 물류, 건설 등 다양한 현장에서 국민의 삶의 질을 높일 수 있게 됐다”며 “기계연이 보유한 웨어러블 로봇 기술을 조속히 상용화해 시장을 선도하겠다”고 말했다.


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