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하버드대, 개인 맞춤형 엑소수트 개발한다착용자 반응 파악하는 스마트 알고리즘 개발
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승인 2018.03.12  17:39:27
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우리는 아마존 추천 상품, 페이스북 뉴스피드, 구글 검색 결과 등 개인 맞춤형 시대에 살고 있다. 그렇다면 우리가 개인화된 로봇 외골격 수트를 가지고 있다 해도 전혀 이상한 일이 아니지 않을까.

‘디지털트렌즈’에 따르면 하버드 비스(Wyss) 생물공학연구소와 존 A. 폴슨(John A. Paulson) 공학 및 응용과학 스쿨에서 새로운 프로젝트를 추진하고 있다. 연구원들은 어떻게 하면 보조 웨어러블 기기를 개인화해 도움이 필요한 사람들의 움직임을 동기화시킬 수 있는지 연구 중이다.

박사후 연구원 예 딩(Ye Ding)은 "다른 웨어러블 로봇 장치의 고정 제어 전략이나 매개 변수 설정은 착용자간 반응 차이를 크게 만들 수 있다"고 말한다. 그는 "우리는 착용자의 반응을 직접적으로 파악할 수 있는 스마트 알고리즘을 개발했다"며 "이는 다른 개인들이 보행 경제를 향상시키기 위해 신속하게 최적화할 수 있도록 에너지 소비를 측정해준다"고 설명했다.

로봇 외골격 수트를 넘어 개인화된 로봇 외골격이라는 아이디어가 다소 과장되게 들릴 수도 있다. 그러나 이 기술을 필요로 하는 사람들에게는 게임 체인저가 될 수 있다는 것이 디지털트렌즈의 분석이다.

일반인들 대부분은 걸어다니는 능력을 쉽고 당연하게 생각한다. 그에 투입되는 노력에 대해 신경쓰지 않는다. 그러나 신체적 장애가 있는 사람들을 위해 일상적으로 도움을 주는 보조 기술이 필요하다면 개인화된 것이 훨씬 더 의미가 있다. 이 기술은 또한 육체적으로 능력있는 사람들이 힘을 키우거나 걷는 능력을 향상시킬 수 있도록 고안된 외골격 수트로도 활용 가능하다.

예 딩은 "우리의 방법은 매우 제한된 데이터로 잡음이 많은 성능 신호를 최적화하는데 적합한 알고리즘인 베이지안 최적화(Bayesian optimization)를 사용한다. 이를 통해 착용자의 에너지 소비량과 소프트 외골격 수트의 제어 매개 변수간 매핑을 신속하게 설정해준다. 우리는 이 알고리즘을 사용해 외골격 수트의 고관절 확장 프로파일의 피크 및 오프셋 타이밍을 캐치해 상당한 감소를 이뤄냈다"고 말했다.

이 기술을 활용한 결과, 외골격 착용자의 에너지 소비량은 보조기 없이 걷는 것에 비해 17.4%나 감소한 것으로 나타났다. 연구팀은 앞으로 기술을 더욱 최적화시켜 엉덩이 및 발목과 같은 여러 관절을 동시에 지원할 계획이다.

조인혜  ihcho@irobotnews.com
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