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캐나다 사이몬 프레이저대 김우수 교수팀, 혈압 측정 로봇 개발휴머노이드 로봇 손가락에 센서 부착...종이접기와 거머리에서 영감얻어
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승인 2022.02.15  16:07:33
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▲ 휴머노이드 로봇이 사람의 혈압을 측정하고 있다(사진=SFU)

캐나다 사이몬 프레이저대(SFU·Simon Fraser University) 로봇 과학자들이 사람의 혈압을 측정할 수 있는 로봇 기술을 개발했다고 14일(현지 시각) 밝혔다.

SFU 김우수 교수 연구팀은 휴머노이드 로봇 손가락 끝 부분에 센서를 부착해 사람의 혈압을 측정할 수 있는 로봇 기술을 개발하고 연구 논문을 전문저널인 ‘npj 플렉서블 일렉트로닉스(npj Flexible Electronics)‘에 발표했다.

김우수 교수와 김태호 박사과정 연구원 등 연구팀은 종이접기(오리가미)의 원리와 거머리의 움직임에서 영감을 받아 이 기술을 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 3D 프린팅이 가능한 종이접기 방식 센서를 설계하기 위해 거머리의 '접힘(folding) 메카니즘'을 적용했다. 이렇게 만들어진 ‘LIO(Leech-Inspired Origami)’ 센서를 휴머노이드 로봇의 손 끝에 통합했다.

김 교수는 "종이접기에서 영감을 받은 건식 전극은 파지(grasping)를 위한 흡착성, 자연(거머리)에서 영감을 받은 '접힘성(foldability)' 등 독특한 특성을 지니고 있다"며, 거머리가 다른 생물에 흡착할 경우 최적의 흡착 상태를 유지하기 위해 확장 가능한 흡착기와 몸체를 활용해 몸을 확장하거나 축소할 수 있다고 설명했다.

휴머노이드 로봇의 손 끝에 통합된 LIO 센서를 사람 가슴에 접촉하면 혈압의 측정이 가능해진다. 혈압은 심전도(ECG)와 광전용적맥파(PPG) 판독 데이터를 결합해 모니터링 및 추정되고, 이는 각 손가락에 있는 센서에 의해 기록된다.

사전에 결정된 알고리즘을 사용하면, 한쌍으로 구성된 센서의 신호를 활용해 사람의 수축기 혈압과 확장기 혈압을 생성할 수 있다. 혈압 측정시 팔 부위에 착용하는 커프(cuff)는 필요없다.

▲ LIO의 설계
▲ LIO 구조의 기계적 행동에 관한 실험 과정

김 교수 연구팀은 연구 초반기에 심박수, 체온, 호흡 등 인간의 다른 생리학적 신호를 측정하기 위한 센싱 로봇 프로그래밍 연구도 추진했다. 연구팀은 이 같은 로봇 센싱 기술이 상용화되면 원격지에서 로봇을 활용해 원격 진단을 하거나 건강을 관리하는 것이 가능해질 것으로 기대하고 있다.

이번 연구는 캐나다 자연과학연구위원회(NSERC)의 연구 기금을 지원받아 이뤄졌다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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