인간의 한계를 극복하는 보조 로봇들이 인간을 이해하는 새로운 접근법을 통해 속속 진화하고 있다.

과거에는 단순히 로봇의 능력을 높이는 데만 집중했다면, 이제는 사람의 움직임 특성을 파악하고 사람의 신경과 연결해 에너지 효율을 높이는 데 주력하면서 로봇과 인간과의 공존에 한층 다가가는 것이다.

과학계에 따르면 이기욱 중앙대 교수 연구팀은 로봇 슈트를 활용해 중둔근을 보조하면 보행 에너지 효율을 보일 수 있음을 입증한 연구 결과를 지난 26일(현지 시각) 국제학술지 '사이언스 로보틱스'에 발표했다.

보통 보행 보조 로봇이 걸을 때 주로 쓰이는 허벅지나 발목 등에 초점을 맞췄던 것과 달리 인간의 걸음걸이를 분석해 엉덩이 근육을 보조해도 보행을 도울 수 있다는 것을 알아낸 것이다. 엉덩이 근육 중 하나인 중둔근은 고관절에 붙어 있어 몸의 좌우 움직임에 영향을 준다.

연구팀이 일반인 10명을 대상으로 보행 실험을 진행한 결과 보행 중 나타나는 좌우 움직임이 일으키는 몸의 부하를 로봇이 보조하면서 보행에 쓰이는 에너지를 12% 줄인 것으로 나타났다.

이 교수는 "인간의 보행은 3차원적 움직임이라는 점에 주목해야 한다"며 "앞으로 걷는 운동이라고 해서 앞쪽으로 보조하는 것이 최선이라고 생각해서는 안 된다"고 말했다.

사이언스 로보틱스도 사설을 통해 "모든 외골격로봇과 보조 로봇의 이상적 목표는 로봇 기능이 사용자에게 최대 이익을 제공하도록 인간과 기계 사이 원활한 인터페이스, '공생 관계'를 만드는 것"이라고 설명했다.

사설은 사용자의 감각이나 신호를 로봇에 다시 전달해주는 형태도 최근 주목받고 있다며 최근 발표된 여러 사례도 소개했다.

미국 미시간대 엘리엇 라우스 교수와 이웅희 연구원팀은 인간이 외골격 로봇에 적용된 힘에 실시간으로 반응하고 피드백을 줄 수 있는 알고리즘을 개발하고 이를 적용하니 에너지 효율이 높아졌다는 연구 결과를 지난 18일 사이언스 로보틱스에 소개했다.

사용자가 특성에 따라 '좋아요'나 '싫어요' 같은 피드백을 주면 이에 따라 로봇이 사용자에 맞춰지도록 최적화하는 것이다.

후앙 허 미국 노스캐롤라이나주립대 교수 연구팀도 근육의 전기적 상태를 측정하는 근전도검사(EMG)를 통해 보조 로봇을 제어하면 효율을 높일 수 있음을 보이기도 했다.

고려대 김대규 고수팀은 하지 절단 환자가 착용하면 발바닥 촉각 정보를 느낄 수 있도록 하는 '감각신경 의족'을 개발해 보행 능력을 개선할 수 있다는 연구 결과를 지난 12일 공개했다.

보조 로봇 사용자들도 점차 이런 피드백 방식을 적용해야 한다는 의견을 내고 있다.

지난 국제전기전자공학회(IEEE) 햅틱스 콘퍼런스에서는 팔과 손 관련 보조 로봇 사용자들은 쥐는 힘이나 미끄러짐 등에 대한 정보를 받기 위해 촉각이나 청각 반응이 나와야 한다는 제안을 했다고 사이언스 로보틱스는 전했다.

과학팀  press@jeonpa.co.kr

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