“차세대 웨어러블 로봇, 혼자 힘으로 입고 지팡이 없이 걷는다”

3일 뒤 사이배슬론(Cybathlon)에 출전하는 김승환 선수는 ‘워크온슈트 F1’을 처음 착용했을 때 느낌을 이렇게 설명했다. 사이배슬론은 4년마다 열리는 장애 극복 사이보그 올림픽이다. 김승환 선수는 한국과학기술원(KAIST) 팀 소속으로 대회에 참가한다.

공경철 한국과학기술원(KAIST) 교수 연구팀은 24일 대전 대덕구 엔젤로보틱스 대전플래닛에서 하반신마비 장애인용 웨어러블 로봇 ‘워크온슈트 F1’을 선보였다. 공 교수는 웨어러블 로봇 전문 기업 엔젤로보틱스(455900) 의장이기도 하다.

워크온슈트 F1는 하반신마비 장애인의 활동을 보조하는 웨어러블(착용형) 로봇이다. 하반신마비 중 중증도가 가장 높은 완전마비(ASIA-A) 레벨을 대상으로 한다.

워크온슈트 F1 모델의 차별점은 하반신 마비 환자가 다른 사람의 도움 없이 장비를 착용할 수 있다는 점이다. 그간 웨어러블 로봇은 착용 시 다른 사람의 도움이 필요했다.

이날 공개된 워크온슈트 F1은 스스로 걸어 이용자에게 다가왔다. ‘전면 착용 방식’을 적용해 휠체어에서 내리지 않고도 로봇을 착용할 수 있다. 김승환 선수가 휠체어에 앉은 채로 장치를 조작하자 로봇이 안기듯 내려와 김 씨의 다리를 감쌌다.

신제품 개발에 참여한 박정수 팀장은 “장애인이 이 로봇을 일상에서 사용하려면 다른 사람 도움 없이 혼자서 입을 수 있어야 한다”며 “로봇을 혼자서 입을 수 있도록 무게 중심을 잡고, 착용자의 손도 자유롭게 쓸 수 있게 한 점이 가장 큰 특징”이라고 설명했다.

또 착용자는 직립 상태에서 두 손을 자유롭게 사용할 수 있다. 지팡이 없이도 수 걸음을 걸을 수 있도록 균형 제어 성능이 향상됐다. 김승환 선수는 20분이 넘는 시간 동안 지팡이 없이 선 채로 취재진의 질문에 답했다.

연구팀은 이날 사이배슬론 종목 훈련을 선보이기도 했다. 김승환 선수를 필두로 하는 KAIST 팀은 이달 25일부터 27일까지 진행되는 ‘사이배슬론 2024’에 참가한다. 사이배슬론 참가 선수들은 생체 공학 보조장치를 착용한 채 기량을 겨룬다.

김승환 선수가 참가하는 ‘외골격 로봇’ 종목은 각종 일상적인 상황에서 웨어러블 로봇을 얼마나 잘 활용하는지를 평가한다. 이 종목은 총 10개의 세부 종목으로 구성돼 있다. 이날 김승환 선수는 총 3개 종목의 시범을 보였다.

출발점에 선 김승환 선수는 “팀 KAIST 파이팅!”이라고 외친 뒤 좁은 간격으로 놓인 긴 의자 사이를 옆걸음으로 통과해 앉았다. 그러고는 다시 일어서서 좌석 밖으로 걸어 나왔다. 서로 마주 보는 열차 좌석에 들어가 앉았다가 나오는 상황을 가정했다.

좌석 간 간격이 좁아 선수는 옆으로 걸어야 했다. 로봇은 옆으로 걷는 동작을 능수능란하게 구현했다.

짐을 바구니에 넣는 훈련도 진행했다. 김승환 선수는 손을 지팡이에서 뗀 채로 허리 높이 탁자에 놓인 짐을 바구니에 담았다. 이후 몇 걸음 뒤에 있는 무릎 높이 탁자에 짐이 담긴 바구니를 올려놓았다.

마지막으로는 손을 떼고 두 발로만 걷는 종목 훈련을 선보였다. 김승환 선수는 지팡이를 땅에서 뗀 채로 10초가량을 걸어 결승선에 도착했다.

공 교수는 “지팡이 도움 없이 걸을 수 있는 웨어러블 로봇 기술이 탄생했다”며 “웨어러블 로봇 기술이 휴머노이드 영역으로 한 걸음 정도 다가갔다고 볼 수 있다”고 말했다.