웨어러블 로봇 공학의 다음 단계

엔젤로보틱스는 재활 치료를 위한 웨어러블 로봇에 초점을 둔 한국의 스타트업 회사로서 이 회사의 외골격은 경쟁에서 입증되었습니다.

2020년 11월에 있었던 글로벌 사이배슬론(Cybathlon) 대회에서 대한민국 팀은 전동형 외골격 로봇 경주 종목에서 금메달과 동메달을 수상할 수 있었습니다. 김병욱 선수와 이주현 선수는 각각 3분 47초와 5분 51초로 결승선을 통과하여 이 대회의 주인공이 되었습니다.

주목할 만한 점은 이 두 선수가 모두 엔젤로보틱스 팀에 속해 있었다는 점입니다. 엔젤로보틱스는 “더 나은 삶을 위한 로봇기술(Robotics for better life)”이라는 슬로건에 따라 이 두 메달리스트를 물질적, 정신적으로 지원하였습니다. 엔젤로보틱스는 2017년 한국과학기술원(Korea Advanced Institute of Science and Technology: KAIST)의 공경철 기계공학과 교수가 설립한 스타트업 회사입니다. 이 회사는 재활 치료 및 건강 관리를 위한 웨어러블 로봇에 중점을 두고 있습니다.

엔젤로보틱스는 제1회 사이배슬론 대회에서도 맥슨 모터를 사용하여 외골격 로봇 종목에서 동메달을 획득하였습니다. 이 경기에서 사용한 워크온 슈트(WalkON Suit)는 하지가 완전히 마비된 사람을 위한 로봇입니다. 제2회 대회에서 엔젤로보틱스의 주요 목표는 로봇을 착용하고 있는 동안 그 사용자가 체감하는 중량을 현저하게 줄여 이들이 장기간 서있을 수 있게 하는 것이었습니다. 또한 이 회사는 1분 동안 계속하여 걸을 때 최소한 40미터의 거리를 걸을 수 있다는 것을 확인하였으며, 이 슈트를 개량하여 신체가 건강한 사람의 일반적인 보행 속도인 시속 2 - 4km에 도달하도록 하였습니다. 현재까지 이 기록은 하반신이 마비된 사람이 세운 전 세계의 기록 중 가장 빠른 속도입니다. 이 로봇의 발목에 장착한 선형 액추에이터에 맥슨의 EC 22 모터와 ESCON 모듈 50/8을 사용하여, 걷고 장애물을 넘을 때 부드럽고 자연스런 동작이 구현되도록 하였습니다.

엔젤로보틱스 팀은 2020년 사이배슬론 대회의 전동형 외골격 로봇 경주 종목에서 금메달과 동메달을 획득하였습니다.

이 회사는 또한 부분적으로 마비된 사람이나 근력이 약해진 고령자를 위해 고안된 로봇형 보행 보조 장치인 엔젤 슈트(Angel Suit)와 같은 다른 로봇도 개발하였습니다. 또한 재활 치료 및 훈련을 위해 병원에서 사용하는 로봇형 의료용 재활 장비인 엔젤 렉스 M(Angel Legs M)도 있습니다.

엔젤 렉스 M(Angel Legs M)는 보행에 어려움이 있는, 하지가 부분적으로 마비된 사람을 위한 로봇입니다. 이 로봇에 장착된 센서가 사용자의 동작을 분석하여 도움이 필요하다는 것이 감지되면 로봇은 적절한 힘을 공급합니다. 사용자가 자신의 다리를 들어올릴 때 그 다리의 무게가 감소하고 발이 지면에 닿을 때 지지하는 힘을 공급합니다. 맥슨 EC 45 플랫 모터와 MILE 엔코더 및 ESCON Module 50/8 컨트롤러에 의해 로봇의 고관절 및 무릎 관절이 동작하고 부드럽고 정밀한 지지력이 공급됩니다.

엔젤로보틱스의 수석 연구원인 나병훈 박사(R&D 팀)는 맥슨에 대해 다음과 같이 언급합니다: “웨어러블 로봇의 경우, 모터의 무게와 크기가 상당히 중요한 고려 사항입니다. 출력도 중요하지만, 모터 드라이브는 근력이 제한되어 있을 수 있는 사용자에게 가해지는 하중을 최소화하기 위해, 그 슈트를 보다 더 쉽게 입고 벗을 수 있게 하기 위해, 그리고 수용할 수 있는 로봇 형태를 만들기 위해 되도록 가볍고 작아야 합니다. 다용도 BLDC 모터 중 맥슨 모터는 출력에 비해 가볍고 작으며 또 상당히 효율적입니다. 이 모터는 크기와 중량에 민감한 로봇에 적합합니다. 맥슨에는 여러 종류의 모터 그룹이 있으며 그 중에서 원하는 출력에 적합한 모터를 쉽게 선택할 수 있습니다. 이 모터는 안정성과 내부 구조가 탁월하므로 재활 로봇을 착용한 사용자의 만족도를 높일 수 있습니다.

고령 인구의 증가와 같은 사회적 요인을 고려할 때, 웨어러블 로봇은 장애인뿐만 아니라 모든 인류에 필수적인 로봇 테크놀러지가 될 것입니다. 이를 달성하기 위해, 맥슨은 모든 사람이 더 나은 삶을 누릴 수 있도록 지속적인 제품 개발과 기술적 향상을 선도하고 있습니다.