maxon Story

치료에 혁명을 일으키는 훈련 로봇

두 명의 스위스 로봇 엔지니어가 컴퓨터로 제어되는 새로운 레그 프레스를 개발했을 당시 이들은 운동 선수를 주요 대상 고객으로 생각했습니다. 그 후 이들의 소프트 로보틱 트레이닝(Soft Robotic Training)이 부상 및 기타 신체 상태의 재활 치료에 놀라울 정도로 효과적이라는 사실이 밝혀졌습니다.

이 장치는 체육관에서 볼 수 있는 레그 프레스와 공통점이 거의 없습니다. 물론 시트와 두 개의 페달이 있지만 유사점은 이것이 전부입니다. 드로보텍(ddrobotec)의 로보틱 퍼스널 트레이너(Robotic Personal Trainer)에 앉는 행위는 독특한 소프트 로봇 훈련 파트너의 보살핌을 받는 것을 의미합니다. 이 퍼스널 트레이너에는 최첨단 산업용 드라이브 및 안전 구성품과 학습 컴퓨터 시스템이 장착되어 있습니다. 인간과 기계가 긴밀하게 협력하여 놀라운 결과를 가져옵니다.

공압식 근육이 핵심입니다

드로보텍의 퍼스널 트레이너는 다이내믹 디바이스(Dynamic Devices AG)의 설립자인 로봇 공학 전문가, 막스 룬가렐라(Max Lungarella)와 라야 드라비드(Raja Dravid)의 발명품입니다. 이들은 2007년 취리히 대학의 인공지능 연구소에서 첫 번째 프로토타입을 개발했습니다.

“이 시스템은 뇌와 신체 사이에 동적인 상호 작용을 지원합니다.”

이들의 목표는 모든 운동 세션을 모니터링 및 분석하고 다음 운동을 제안하는 매우 동적인 기계로 운동 선수를 위한 첨단 장치를 제작하는 것이었습니다. 이 장치의 핵심은 큰 힘을 페달에 매우 빠르게 전달할 수 있는 공압식 근육입니다. 이를 통해 다양한 도전적인 운동에 이 기계를 사용할 수 있습니다.

예시: 사용자는 다리로 누르거나 당겨서 화면에 표시된 선에 가까이 있어야 합니다. 동시에 컴퓨터는 부드럽게 또는 충격의 형태로 효과적인 힘을 증폭시킵니다. 사용자는 이러한 힘을 지속적으로 보완해야 합니다. 이는 까다롭지만 매우 효과적입니다. 신체뿐만 아니라 뇌도 훈련됩니다. 막스 룬가렐라는 “이 시스템은 이러한 종류의 동적 상호 작용을 지원합니다.”라고 말합니다. 이 개념은 두 개발자가 처음에 상상했던 것보다 훨씬 더 잘 작동합니다.

두 사람은 우연히 이 훈련 시스템이 신경근 장애나 정형외과적 질환을 가진 환자들에게 큰 영향을 끼치는 사실을 발견했습니다. 로보틱 퍼스널 트레이너를 통해 많은 환자들이 불가능해 보이는 방식으로 다리를 다시 움직일 수 있었습니다. 뇌졸중 환자도 운동 능력 회복에 큰 진전을 보였습니다. 이러한 효과는 이제 여러 연구에서 검증되었습니다. 이러한 사실로 인해 소프트 로봇 훈련 장치의 개발자는 주로 재활에 집중하게 되었습니다. 여기서 맥슨 모터가 등장합니다.

직경이 45mm인 이 브러시리스 DC 모터 EC 45 플랫은 높은 토크 밀도와 컴팩트한 디자인을 통해 탁월한 성능을 발휘합니다.

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로보틱 퍼스널 트레이너를 의료 기기로 인증하려면 중요한 안전 기능이 필요했습니다. 압력이 특정 각도를 초과하는 것을 방지하는 조절식 정지 장치입니다. 이것은 환자, 특히 더 이상 무릎을 완전히 구부릴 수 없는 환자를 보호하기 위한 장치입니다. 브러시리스 EC 45 DC 모터가 세이프 스탑의 개별적 위치제어를 처리합니다. 절대적인 신뢰성은 드라이브의 가장 중요한 기준은 아니더라도, 상당히 중요합니다. “맥슨 모터를 통해 저희는 이 요구 사항이 충족되고 있음을 확신할 수 있습니다.”라고 룬가렐라는 말합니다. 또 다른 중요한 점으로는 플랫 모터의 컴팩트한 디자인과 통합된 전자 장치를 들 수 있습니다.

드라이브와 컨트롤러의 성공적인 결합

또 다른 맥슨 플랫 모터인 외부 회전자가 장착된 EC 90은 자동 시트 위치제어를 담당합니다. 다이내믹 디바이스의 드로보텍에는 브러시리스 모터가 유성 드라이브 및 ESCON 50/5 서보 컨트롤러와 결합되어 있습니다. 맥슨의 드라이브는 환자에게 편안함과 안전을 제공하는 이 훈련 장치의 핵심 구성품입니다.

로보틱 퍼스널 트레이너가 병원과 재활 센터에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

유쾌한 접근을 통한 성공

상대적으로 새로운 브랜드임에도 불구하고 드로보텍은 상당한 성공을 거두었습니다. 엔지니어, 과학자, 의사 및 치료사는 많은 환자에게 운동 능력 향상에 대한 새로운 희망을 주는 훈련 장치를 만들기 위해 협력했습니다. 결정적인 요소는 전통적으로 재활 치료에서 상대적으로 작은 역할로 격하된 훈련 측면입니다. 로보틱 퍼스널 트레이너에 앉으면 도전을 기대할 수 있습니다. 사용자가 더 나아지고 더 높은 점수를 얻으려는 동기가 부여되면 성능은 더 빨리 향상됩니다. 동기 부여가 중요하며, 이것이 다이내믹 디바이스의 드로보텍이 유쾌한 접근 방식에 중점을 두는 이유입니다. 환자가 페달을 사용하여 배를 타고 언덕 아래로 미끄러지는 시뮬레이션 펭귄을 제어하면서 되도록 높은 점수를 얻으려고 하는 경우 육체적 고통은 거의 잊어버립니다.

일부 스포츠, 병원 및 재활 센터는 이미 새로운 로봇 지원 뇌-근육 훈련 장치를 사용하고 있으며 곧 더 많이 사용할 것입니다. 다음 단계는 일본과 유로존 전체 지역으로 확장하는 것입니다.