서울대 연구팀, 세계 최초…동력 필요 없고 동작 따라 신축성 변화 

▲무동력 가변 신축성 엑소슈트 

서울대 연구팀이 착용자의 동작에 따라 신축성이 변하는 방식으로 동작 교정을 유도하는 엑소슈트(Exo Suit)를 세계 최초로 개발했다.

    사람의 몸 외부에 골격 형태로 착용해 작동하는 장치를 의미하는 '엑소'와 옷을 의미하는 '슈트'의 합성어인 엑소슈트는 착용형 로봇, 외골격 로봇, 엑소 스켈레톤, 웨어러블 로봇 등으로 불린다.

    서울대 공대는 조규진 기계공학부 교수와 윤성식 연구원, 안주은 체육교육과 교수, 김기원 서울대병원 재활의학과 교수 공동연구팀이 물건을 들어 올릴 때 부상 위험이 낮은 동작을 유도하는 '무동력 가변 신축성 엑소슈트' 개발에 성공했다고 26일 밝혔다.

    이 슈트는 연구팀이 개발한 '신체 구동식 가변 임피던스(신축성) 기술'에 기반한 것으로, 별도 동력원이 필요 없다.

    연구팀에 따르면 무거운 물체를 들어 올릴 때는 허리에 가해지는 부담을 줄이기 위해 등을 숙이는 스툽 동작 대신 무릎을 구부리는 스? 동작이 권장되지만, 일반인들은 신체 구조상 스툽 동작을 더 편하게 느낀다.

    이번에 개발된 엑소슈트는 착용자의 동작에 따라 신축성이 변하는 방식으로 스? 동작을 유도한다.

    착용자가 다리를 펴고 등을 구부리는 스툽 동작을 하면 신축성이 낮아져 불편함을 느끼지만, 등을 펴고 무릎을 구부리는 스쾃 동작을 하면 신축성이 높아져 활동이 편안해진다.

    또 스쾃 동작을 할 때 고무줄에 저장된 에너지가 착용자를 보조하는 힘으로 작용해 더 적은 힘으로 물건을 들어 올릴 수 있다.

    이 엑소슈트는 착용자가 자발적으로 물건을 들어 올리는 동작을 개선하도록 유도한다고 연구팀은 설명했다.

    엑소슈트 사용 경험이 없는 10명을 대상으로 실험한 결과 9명은 슈트 착용 직후 물건을 들어 올리는 자세가 스쾃 형태에 가까워지도록 개선됐다. 물건을 들어 올릴 때 소모되는 에너지도 슈트의 보조 효과로 10명 평균 5.3％ 감소했다.

    연구책임자인 조규진 교수는 "추후 다양한 작업과 스포츠에 접목돼 바른 동작을 유도하는 의복으로 발전하고, 착용자의 역량 향상과 부상 방지, 통증 완화 등에 기여할 것"이라고 말했다.

    이번 연구 결과는 국제 학술지 '사이언스 로보틱스(Science Robotics)'에 이달 25일 자로 게재됐다.

▲엑소슈트의 동작 별 변화 양상 

한설아 기자 / 더인사이드뉴스