▲ 노스캐롤라이나 연구진이 생각만으로 외골격 로봇을 더 잘 조작할 수 있는 연구를 진행하고 있다. (사진=노스캘로라이나대)

‘생각’만으로 하체 마비 환자들이 착용하고 있는 외골격 로봇을 더욱 잘 조작할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.

'IEEE 스펙트럼'에 따르면 美 노스캐롤라이나주립대 연구진은 무릎 아래 부분에 손상을 입은 환자를 대상으로 물리치료를 진행한 결과 생각만으로 외골격 로봇을 더 잘 조작할 수 있는 것으로 나타났다. 연구진은 전문 저널인 ‘웨어러블 테크놀로지스’에 논문을 발표했다.

연구진에 따르면 외골격 로봇 착용자들은 보행 동작처럼 사전에 프로그래밍된 순환 동작에 관해선 자동적으로 동작을 실행할 수 있다. 하지만 보다 복잡한 동작을 수행할 때는 어려움을 겪는다.

연구팀은 다리 부분에 센서(전극)를 부착하고, 뇌에서 부터 다리로 오는 생화학전기(bioelectric) 신호를 인지해 보다 복잡한 동작을 수행할 수 있도록 했다. 이를 통해 생각(뇌의 생화학전기신호)만으로 외골격 로봇을 보다 잘 조작할 수 있도록 한 것이다.

논문의 주요 저자인 헬렌 황(Helen Huang)은 “자율 제어는 보행 동작시 잘 적용되며, 테니스를 치거나 자유롭게 춤을 추는 동작처럼 복잡한 동작을 할때도 신경 제어가 잘 적용될 수 있을 것”이라고 했다.

헬렌 황은 “다리 수술을 받으면 근육의 원래 구조가 바뀐다”며 “우리는 물리적인 치료를 통해 남아 있는 근육을 활성화하는 법을 찾았다”고 설명했다.

연구진은 무릎과 발목 중간 부분이 절단된 57세의 환자를 대상으로 테스트를 진행했다. 신경적으로 제어되는 외골격 발목을 착용하고 물리치료사와 함께 보다 도전적인 동작을 할 수 있도록 훈련을 진행했다.

그는 매일 2시간 가량 5개의 세션으로 이뤄진 재활훈련을 물리치료사와 함께 실시했다. 물리치료사는 관절을 어떻게 해야하는지에 관해 피드백을 주고, 관절의 동작, 전신 동작, 전신 동작 조정 등 훈련을 시켰다. 훈련은 2.5주 가량 이뤄졌다. 훈련이 끝난 후에 환자는 전에는 하지 못했던 다양한 동작을 수행할 수 있게 됐다. 또한 외골격 로봇을 착용하고 제자리에 선 상태에서 보다 안정적이고 미세하게 로봇을 조작할 수 있게 됐다는 설명이다.

연구팀은 이번 연구 성과를 바탕으로 장애물 회피 등 보다 난이도가 높은 동작을 테스트한다는 계획이다.