▲ 엔젤로보틱스 공경철 대표

<특별강연>

주제:엔젤로보틱스의 웨어러블 로봇:이론 연구에서 상용화까지(엔젤로보틱스 공경철 대표,카이스트 교수)

학문적인 호기심으로 시작해 여러 편의 논문과 특허를 출판하고 이를 상용화하기위해 2017년 엔젤로보틱스를 설립했다. 현재 성수동에 400평 규모의 공장을 갖추고 있고,35명의 인재를 중심으로 회사를 운영하고 있다. 지식 재산권에 대응하기위해 변리사도 채용했다. 100억원 이상 외부 투자를 받으면서 웨어러블 로봇의 상용화에 한층 박차를 가하고 있다. 엔젤 로보틱스 설립 이전에 지난 2014년 SG메카트로닉스라는 회사를 설립했으나, 실패를 맛봤다.이때 경험이 사업 추진에 많은 도움이 되고 있다.

엔젤 로보틱스는 무저항 정밀 구동기술,센서 및 의도 파악 기술,로봇 설계 및 제작기술,보조력 제어기술 확보에 많은 노력을 해왔다. 로봇을 입고도 저항감을 느끼지않는 기술이 가장 필요하다고 봤다. 현재 4세대 무저항 구동기 기술을 개발했으며, 휴대폰용 애플리케이션과 같은 형태의 소프트웨어 모듈 기술을 만들었다. 착용자 맞춤 보조력 조절 및 로봇 세팅 앱, 엔젤슈트 훈련상태 모니터링 앱, 엔젤로보틱스 서버의 병원,의사 환자 고객관리 등 앱을 개발해 모듈식으로 운영할 수 있도록 했다.

과거 SG메카트로닉스 시절에는 워크온(완전마비 장애인용),엔젤렉스(불완전마비 환자용) 등 2종류의 제품이 있었는데,지금은 엔젤 슈트(노약자,장애인 개인판매)까지 3종류의 제품을 개발 및 사업화하고 있다. 워크온슈트는 척추손상 장애인을 대상으로 한 로봇인데, 처음에는 휠체어 생활을 오래해온 장애인의 상황에 대한 이해도가 부족했다. 휠체어 생활을 오래하다 보면 시야가 올라갈 수밖에 없는데 처음에 이를 고려하지못한 것이다.

이 과정에서 로봇 개발도 중요하지만 심리재활 프로그래도 중요하다는 점을 깨달았다. 처음에는 발목 관절에대한 구동기도 없었다. 워크온을 착용하고 뒤로 넘어가는 문제가 생겼다. 이는 다른 나라의 웨어러블 로봇 업체들도 공통적으로 겪는 문제다. 비장애인의 동작을 따라하는 게 중요하지 않다는 것을 알았다. 그래서 몸이 앞쪽으로 기울어지는 보행 기술에 관해 연구했다. 이후 웨어러블 로봇 착용자의 보행이 안정되고,속도도 빨라졌다.

로봇 착용자가 자꾸 처음에는 자신의 발바닥을 보는 문제도 있었는데 스마트 글래스를 착용시키면서 이 문제가 개선됐다. 착용자가 자꾸 고개를 숙이면서 보행하는 문제가 크게 개선됐다.

엔젤렉스 로봇을 이용해 시장창출형 로봇보급 사업에도 참여했는데,결국은 이렇게 하면 안된다는 것을 깨달았다는 게 큰 교훈이다.

▲ 엔젤슈트

현재 제작한 엔젤슈트에는 우리의 핵심 기술이 모두 반영되어 있으며 사용자 맞춤형으로 설계 및 제작이 가능하다. 웨어러블 로봇 경험자를 늘리기위해 '미라클 프로젝트'를 실시했다. 엔젤슈트를 40여대 제작해 재활병원에 제공하고 피드백을 받았다. 대다수 착용자는 훈련을 훈련을 지속하면 도움이 된다며 긍정적인 피드백을 주었다. 현재 로봇을 반납하지 않고 11명이 계속 집에서 로봇을 활용해 재활훈련을 하고 있다.

지금은 가격문제,애프터서비스 문제 등 비즈니스적 관점에서 웨어러블 로봇을 개발하고 상용화를 준비하고 있다. 엔젤렉스는 작은 사이즈와 큰 사이즈로 진화시켰다. 배터리도 교체형으로 바꾸고 태블릿도 넣었다 뺄 수 있도록 했다. 사용자 관점에서 업그레이드한 것이다.

현재 '사이배슬론 2020' 대회를 준비하고 있다. 코로나19 유행으로 11월 중순 온라인으로 열리는 것으로 확정됐다. 현재 개발된 '워크온슈트4'는 발목관절 구동모듈을 탑재했고,박형 구동기 기술을 접목했다. 유성 기어대신 사이클로드 원리를 이용한 구동기 모듈로 바꿨다. 또 인솔 타입에서 아웃솔 타입으로 바꿨다.

사이배슬론을 준비하면서 로봇 착용자의 지면접촉 시점의 중요성을 깨달았다. 어떻게 하든지간에 'early contact'와 'late contact' 문제가 생긴다. 착용자가 개발자의 의도와 상관없이 나름대로 적응하기때문에 발생하는 문제다. 이를 해결하기위해 지면접촉 순간을 감지해 상체 기울임 추정 에러를 축소하는 기술을 적용했다. 6분 보행 시험 결과 보행 거리가 늘어났고,손바닥에 가해지는 힘이 줄어들면서 어깨부상 위험도 줄었다.