서울대 연구진, 무거운 물체 장시간 단단히 쥘 수 있는 로봇 장갑 개발

무거운 짐 장시간 단단히 쥐는 로봇 장갑 나왔다

서울대-KAIST-분당서울대병원 연구팀 개발

    국내 연구진이 무거운 물체를 장시간 단단히 쥐고 있을 수 있는 로봇 장갑을 개발했다.  

안주은 서울대 체육교육과 교수와 조규진 서울대 기계공학부 교수, 조성호 KAIST 전산학부 교수, 공현식 분당서울대병원 교수 연구팀은 센서 하나로 물건을 꽉 잡을 수 있는 로봇 장갑을 개발하는 데 성공했다고 7일 밝혔다. 

센서 하나로 악력을 키우는 로봇 장갑. 로봇 장갑을 끼고 망치를 잡자 불이 들어와 힘이 증강됐음을 알 수 있다. 서울대 제공

근육이 수축해 힘을 내기 직전에는 전기신호인 근전도가 발생한다. 우리 몸은 한 가지 동작을 수행할 때도 여러 근육을 사용하기 때문에 정확한 움직임을 만들기 위해서는 근전도 센서를 근육의 여러 부위에 붙여야 한다.

때문에 로봇 장갑은 여러 개의 근전도 센서를 여러 근육에 부착해서 움직임을 조절하는 방식이 대부분이었다. 하지만 사람마다 팔의 형태와 근육의 위치가 달라 로봇 장갑의 성능이 떨어지는 한계가 있었다.

연구진은 인체에서 악력을 만들 때 손목 부근에서 큰 근전도 신호가 감지된다는 사실을 확인하고 이를 이용해 로봇 장갑을 직관적으로 제어하는 방법을 개발했다. 그간 근육 중심부의 근전도 신호가 주로 사용된 것과 달리 연구진은 천지굴곡근의 힘줄과 근육의 접합부에서 나오는 근전도 신호를 포착했다.

그 결과 여러 개의 센서 대신 손목 부위에 센서 하나만 달아도 악력을 낼 수 있는 로봇 장갑을 개발했다. 시험 결과 센서 5개가 달린 기존의 로봇 장갑보다 성능이 우수했다. 또 팔의 각도나 자세 변화에 상관없이 악력이 그대로 유지됐다. 

 

로봇 장갑을 끼면 무게 15kg의 짐을 15초 간 계속 들고 있어도 손에 무리가 가지 않는다. 서울대 제공

이번에 개발한 로봇 장갑은 화재 현장과 같은 재난 현장에서 무거운 도구를 오랜 시간 단단히 쥐어야 하는 상황에서 유용할 것으로 예상된다. 실제로 미국화제예방협회(NFPA)는 안전한 화재 진압 및 생명 구조를 위해 소방관의 악력을 측정하고 이를 일정 수준 이상 유지할 것으로 권고하고 있다. 

연구결과는 미국전기전자학회(IEEE)에서 발행하는 국제학술지 ‘IEEE 의료로봇및바이오닉스 트랜잭션’ 온라인판에 지난해 12월 20일 먼저 공개됐으며, 올해 2월호 저널에 실릴 예정이다. 

이현경 기자 uneasy75@donga.com 동아사이언스

http://dongascience.donga.com/news.php?idx=43001

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