▲ 캐나다 퀸즈대 연구진이 소프트 외골격 로봇을 착용하고 트레드밀에서 보행 테스트를 하고 있다.(사진=퀸즈대)

캐나다 퀸즈대(Queen's University) 연구진이 보행을 보다 편하게 해주는 소프트 외골격 로봇 기술을 개발했다고 ‘메디칼 익스프레스’가 보도했다. 이 착용형 외골격 로봇은 보행시 요구되는 신진대사 비용을 줄여주며, 소량의 전기도 자체 생산할 수 있다.

캐나다 퀸즈대 연구팀은 하버드대, 조지아텍, 이스라엘 벤구리온대와 공동으로 이번 연구를 수행하고 과학전문저널인 ‘사이언스’에 연구 성과(논문 제목:‘Extracting electricity with exosuit braking’)를 발표했다.

연구팀에 따르면 사람이 보행시에는 다양한 형태로 에너지가 소비된다. 발, 다리, 골반, 몸통 등 부위에서 에너지가 사용된다. 보행하는 과정에서 발을 공중으로 들어올리고 안전하게 착지하려면 공중에서 ‘저지력(braking force)’을 행사해야 앞으로 넘어지지 않는다. 저지력을 행사하려면 근육에 부담을 준다. 다리를 가볍게 뻗은 상태에서 긴장과 저지력을 유지해야 하기 때문이다. 저지력을 기계적으로 구현하는데는 많은 비용이 많이 들지 않는다. 연구팀은 근육과 기계의 장점을 이용해 보행중 저지력을 발휘하고 결과적으로 신진대사에 들어가는 비용을 줄여주는 외골격 기술을 설계했다고 밝혔다.

연구팀은 보행 중 발생하는 에너지의 일부를 잡기 위해 소형 발전기를 외골격 로봇에 부착했다. 이 발전기는 다리에 부착할 수 있는 케이블을 갖추고 있으며 다리가 '저지(braking)' 상태로 이동할때 팽팽해진다. 발전기로부터 발생하는 저항이 아주 작은 양의 저지력을 제공하며 다리를 편하게 놓아준다. 이를 통해 소프트 외골격 로봇은 보행시 신진대사 비용을 줄여주고 소형의 전기를 생산할 수 있다.

연구팀에 이 로봇을 착용한 보행자를 대상으로 테스트한 결과 3.3% 정도의 신진대사 비용 절감 효과가 있는 것으로 나타났다. 또 보행시 약 0.25와트의 전기를 생산할 수 있었다.