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美하버드대-보스턴대, 파킨슨병 환자 보행 개선 소프트 로봇 개발‘네이처 메디슨(Nature Medicine)’에 연구 논문 발표
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승인 2024.01.08  15:13:30
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미 하버드대와 보스턴대 공동 연구팀이 파킨슨병을 앓고 있는 환자들이 ‘보행 동결’ 현상 없이 걸을 수 있도록 지원하는 착용형 소프트 로봇 기술을 개발했다고 5일(현지 시각) 밝혔다. 보행 동결 현상은 파킨슨병 환자가 보행 도중 갑자기 발을 움직일 수 있는 능력을 잃어버리는 것을 의미한다. 신경 퇴행성 장애인 파킨슨병의 가장 흔한 증상 가운데 하나다.

하버드대와 보스턴대 공동 연구팀이 개발한 착용형 소프트 로봇은 파킨슨병 환자의 엉덩이와 허벅지 주변에 착용하며, 다리가 흔들릴 때 엉덩이를 부드럽게 밀어줘 환자가 더 긴 보폭을 얻을 수 있도록 도와준다. 이 소프트 로봇은 파킨슨 환자가 실내에서 걷는 동안 참가자의 보행 동결 현상을 없애줘, 보다 빠르고 더 멀리 걸을 수 있게 한다.

코노 월시(Conor Walsh) 하버드대 교수는 “소프트 로봇 의류의 기계적인 도움이 다양한 조건에서 즉각적인 효과를 제공하고, 지속적으로 보행 동작을 향상시킨다는 것을 발견했다”고 말했다. 연구팀은 이번 연구가 파킨슨병 증상을 치료할 수 있는 소프트 로봇공학의 가능성을 보여주고, 파킨슨병을 앓고 있는 사람들이 이동성뿐만 아니라 독립성을 되찾을 수 있도록 해준다고 설명했다.

이번 연구 성과는 전문 학술지인 ‘네이처 메디슨(Nature Medicine)’에 발표됐다. 연구팀은 "파킨슨병 환자의 보행 동결을 방지하기 위한 소프트 웨어러블 로봇을 개발하기 위해 엔지니어, 재활학자, 물리치료사, 생물역학자 및 의류 디자이너 간 협력이 필요했다"고 말했다.

연구팀은 파킨슨병을 앓고 있는 73세 남성과 6개월 동안 함께 연구를 진행했다. 착용형 소프트 로봇은 케이블 구동 액추에이터와 허리와 허벅지에 부착되는 센서를 갖추고 있다. 소프트 로봇의 알고리즘은 센서로 수집한 움직임 데이터를 사용해 걸음걸이의 위상을 추정하고 근육 움직임과 함께 보조적인 힘을 발생시킨다. 이에 따라 환자는 특별한 훈련 없이도 실내에서 보행 동결 현상없이, 그리고 실외에선 일시적인 에피소드만으로 걷는 데 성공했다.

이번 연구는 국립과학재단, 국립보건원, 매사추세츠 기술협력 자금 등의 지원을 받아 이뤄졌다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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