[첨단 헬로티]

지뢰사고로 발목 잃은 김정원 중사 첫 착용

한국기계연구원(원장 박천홍)이 나라를 지키다 입은 상처를 따뜻한 기계 기술로 감싼다.

 

기계연 대구융합기술연구센터 의료지원로봇연구실 우현수 실장 연구팀은 연구소기업 ㈜오대를 설립하여 스마트 로봇의족의 상용화에 성공하고, 첫 상용제품을 지난 2015년 목함지뢰 폭발사고로 오른쪽 발목을 잃은 육군학생군사학교 상명대학군단 김정원 중사에게 전달했다.

연구팀은 지난해 4월 스마트 로봇의족 기술을 처음 개발한 후 국내 영세한 의수·의족 산업 환경에서 상용화에 한계를 느끼고 직접 연구소기업 설립에 나섰다.

스마트 로봇의족은 기존의 딱딱한 의족과 달리 사람의 발목과 유사한 움직임과 걸을 때 바닥을 차는 힘을 구현해 훨씬 자연스러우면서 의족 착용 시 피로와 통증을 줄일 수 있는 제품이다.

연구팀은 상용화를 앞두고 국군의무사령부의 도움을 받아 김정원 중사의 보행 패턴을 분석하고, 2개월 간의 분석 끝에 최적화된 의족을 제작했다. 김정원 중사는 실험 당시 착용 첫 날, 한 시간의 연습 후 곧바로 보행 보조기구 없이 스마트 로봇의족을 착용한 채 걷는데 성공했다. 

▲한국기계연구원 대구융합기술연구센터 우현수 의료지원로봇연구실장(오른쪽)과 김정원 중사(왼쪽)

지난 10월부터 스마트 로봇의족을 착용하고 임상실험에 도움을 준 김정원 중사는 “스마트 로봇의족을 착용하면 기존의 의족과 달리 아주 부드러우면서 마치 살아있는 다리 같은 느낌을 준다”고 소감을 밝혔다.

이에 앞서 연구팀은 지난해 4월 기술 개발에 성공한 후 직접 연구소기업을 설립하고 상용화에 착수했다. 출시된 의족의 무게는 기존 개발품 보다 0.45㎏ 더 가벼워진 1㎏ 수준에 불과하다.

이와 함께 구동 출력은 더욱 키워 땅을 차는 힘을 나타내는 토크(Nm)를 세계 최고 제품과 동일한 150Nm까지 구현할 수 있다. 제품 가격도 외국산의 1/4 수준으로 절감하는 데 성공했다.

특히 발목에 모터구동부와 함께 스프링을 적용한 독창적인 설계로 제품의 무게를 줄였을 뿐 아니라 갑자기 작동이 멈추는 비상 시에도 자연스러운 반동을 구현할 수 있도록 했다.

한 번 충전하면 배터리 교환 없이 최대 4시간 보행이 가능하며, 필요 시 여분의 배터리로 교체할 수 있다. 더불어 스마트폰 앱과 연동하여 로봇의족과 일반 수동의족으로 동작 모드를 변경할 수 있고 배터리 잔량도 체크할 수 있다.

▲ 스마트 로봇의족 개념도(왼쪽) / 실제 출시되는 제품 사진(오른쪽) 의족 및 운동화 착용시 사람 발목 크기와 유사함

현재 시중에 판매되는 로봇의족은 외국산 제품뿐이며, 가격이 1억 원에 달할 정도로 고가다. 또 로봇의족을 구입하더라도 실제 착용을 위해서는 외국 현지에서 수 개월간 착용자의 보행패턴을 분석하는 과정이 필요하기 때문에 사실상 일반 수요자들이 접하기에는 어려움이 컸다.

이번 연구 성과는 충남대학교병원과 기술교류회를 통해 임상실험 부분을 협력 연구로 진행했으며, 국군의무사령부, 의지보조기협회 등 다양한 기관과 협업을 통해 도출된 성과여서 더욱 의미를 더한다.