KAIST 연구진이 하반신 완전마비 장애인을 위해 휠체어에서 내릴 필요 없이 로봇이 직접 걸어와서 타인의 도움 없이 바로 착용할 수 있도록 개발한 새로운 웨어러블 로봇, ‘워크온슈트 F1(WalkON Suit F1)’을 공개했다. 이번 개발은 기존의 웨어러블 로봇이 가지던 타인의 도움이 필요하다는 문제를 해결한 혁신적인 기술을 담고 있다.
KAIST 기계공학과의 공경철 교수(엔젤로보틱스 의장) 팀은 2020년 사이배슬론에서 금메달을 수상한 이후, 4년 만에 열리는 제3회 사이배슬론에 출전할 예정이다.
워크온슈트 F1은 2015년부터 연구를 이어온 하반신마비 장애인을 위한 웨어러블 로봇의 최신 버전으로, ASIA-A(완전마비) 레벨을 겨냥해 개발되었다.
이미 공 교수 연구팀은 2016년에 워크온슈트1을 처음으로 발표한 이후, 2020년에 워크온슈트4를 발표하면서 보행속도를 시속 3.2km까지 끌어올려 비장애인의 정상 보행속도를 달성한 바 있다. 이외에도 일상생활에서 마주할 수 있는 좁은 통로, 문, 계단 등의 장애물을 통과하는 기능을 선보였다.
그러나, 로봇을 착용하기 위해 타인의 도움이 반드시 필요하다는 모든 웨어러블 로봇이 가진 본질적인 문제를 똑같이 갖고 있었다. 로봇을 입고 나면 타인의 도움 없이 걸을 수 있는데, 로봇을 입기 위해 누군가의 도움이 필요한 것이다.
이러한 본질적인 문제에 대한 기술적인 해결 방안을 제시했다. 휠체어에서 내리지 않고 타인의 도움 없이 로봇을 바로 착용할 수 있도록 후면 착용 방식이 아닌, 전면 착용 방식을 적용했다.
또한 로봇을 착용하기 전에는 마치 휴머노이드처럼 스스로 걸어와 착용자에게 다가온다. 무게중심을 능동적으로 제어하는 기능을 적용해서, 착용자가 로봇을 잘못 밀더라도 넘어지지 않고 균형을 유지하는 기능도 구현됐다. 휴머노이드와 웨어러블 로봇을 넘나드는 워크온슈트 F1의 디자인은 KAIST 산업디자인학과 박현준 교수가 맡았다.
웨어러블 로봇의 기본 기능도 향상되어, 직립 상태에서 두 손을 자유롭게 사용할 수 있고, 지팡이 없이도 수 걸음을 걸을 수 있는 균형 제어 성능이 개선되었다. 또한, 주요 부품들은 ㈜엔젤로보틱스와 협력하여 국산화되었으며, 출력밀도와 제어 성능이 각각 2배와 3배 향상되었다.
공 교수는, “워크온슈트는 장애인을 위한 웨어러블 로봇 기술의 결정체”라고 설명하면서, “워크온슈트에서 파생된 수많은 부품, 제어, 모듈 기술들이 웨어러블 로봇 산업 전체의 표준을 제시하고 있다”고 밝혔다.
워크온슈트 F1 공개와 함께, 공 교수 연구팀은 10월 27일 스위스에서 열리는 제3회 사이배슬론에 참가할 예정이다. 이번 대회는 난이도가 높아진 10개의 미션으로 구성되어 있으며, 연구팀은 기술적 초격차를 보여주는 것을 목표로 하고 있다.
사이배슬론은 장애 극복을 목표로 한 사이보그 올림픽으로, 이번 대회는 일부는 스위스 현지에서, 일부는 각국에서 생중계되는 하이브리드 방식으로 진행된다. 공 교수 연구팀은 엔젤로보틱스의 연구시설에서 온라인으로 참가할 예정이다.
