3234. 로봇이 신체 능력을 강화하는 시대

 

로봇이 신체 능력을 강화하는 시대

힘차게 걷고 뛰고 싶은가… 엑소슈트 시대가 온다.

'사이언스' 표지 논문… 이기욱 중앙대 교수

이기욱 중앙대 교수가 웨어러블 로봇‘엑소슈트’옆에 서 있다. 이 교수는 "너무 큰 꿈을 꾸다가 포기하고 흥미를 잃어버리는 사람이 많다"며 "작게라도 성취하는 과정을 배우는 게 중요하다"고 했다. 목표를 현실적으로 잡아야 한다는 뜻이다. / 양수열 영상미디어 기자

아이언맨은 초능력이 없는 영웅이다. 그럼에도 선천적·후천적으로 얻은 초능력을 무기로 하는 다른 수퍼 히어로 사이에서 기죽지 않는다. 첨단 과학 기술의 집합체, 웨어러블 로봇(wearable robot) 슈트를 입고 있기 때문이다. 웨어러블 로봇은 몸에 착용해 신체 능력을 강화하는 로봇이다. 로봇의 힘을 빌려 초인적인 힘을 갖고 싶다는 꿈은 인류의 오래된 욕망이지만, 보통 사람에게 그 정도의 힘까지 필요할까. 평범한 사람에게는 산에 갔을 때 낙오되지 않고 정상까지 오를 수 있는 지구력, 플랫폼으로 들어오는 전철을 타기 위해 포기하지 않고 뛰어갈 체력 정도가 아닐까.

 

지난달 30일 일상에서 필요한 웨어러블 로봇을 개발하는 이기욱(32) 중앙대 기계공학부 교수를 만났다. 이 교수와 미국 하버드대 코너 월시 교수 연구진은 지난달 16일 국제 학술지 '사이언스'에 세계 최초로 걷기와 뛰기를 모두 보조할 수 있는 웨어러블 로봇 '엑소슈트(Exosuit)' 연구 논문을 발표했다. 그것도 가장 주목받는 표지에 실렸다. 이 교수는 "엑소슈트가 사람들의 옷장에 걸려 있도록 하는 게 연구의 장기적 목표"라며 "하버드대에서는 이미 뇌졸중 환자를 도와주는 웨어러블 로봇을 제품화하고 있다. 10년 안에는 엑소슈트가 시중에 판매될 것"이라고 했다.

 

고령화 사회에 '보조 근육'이 될 로봇

 

엑소슈트는 웨어러블 로봇 중에서도 옷처럼 입을 수 있는 형태로 가볍고 편하다. 이 교수가 만든 엑소슈트는 자전거를 탈 때 입는 반바지처럼 생겼다. 허벅지와 허리 벨트 부분이 와이어로 연결돼 있다. 와이어는 허리에 차는 구동기에 연결돼 당길 수 있다. 총 무게는 5㎏. 이 슈트를 입으면 걸을 때 9%, 달릴 때 4% 정도 에너지 사용량을 줄여준다. 4%가 적어 보여도, 체중 6㎏을 감량하고 달리는 만큼 힘을 덜어주는 효과라고 한다.

―SF 영화에서 나오는 웨어러블 로봇과 비교하면 가볍고 간소하네요.

"웨어러블 로봇이라고 하면 전장에서 날아다니며 싸우는 거대한 로봇을 생각해요. GE사에서 만들었던 거대한 웨어러블 로봇이 무거워서 움직이기 어렵다고 폐기 처분됐어요. 사람이 입고 다녀야 하니 가볍게 만드는 게 무엇보다 중요합니다."

 

―생김새만 보면 로봇보다는 옷 같습니다.

 

"입는 로봇이기 때문에 옷으로서의 역할도 중요해요. 박사후 연구원으로 엑소슈트를 연구했던 하버드대 연구실은 구성원의 4분의 1이 기능성 의복을 디자인하는 패션 전공자였어요. 혼자서도 슈트를 빨리 입고 벗을 수 있어야 해서 다이얼을 돌려 끈을 조이는 형태로 허벅지 부분을 조절하게 했어요. 오래 착용해야 하기 때문에 땀 배출도 신경 썼죠."

 

―용도가 제일 궁금합니다.

 

"근력이 약해져 걷기·달리기가 힘든 노약자를 도와줄 수 있어요. 고령화 사회에 어떻게 대응할지 다들 고민하잖아요. 노인들이 웨어러블 로봇을 입으면 일상생활뿐 아니라 작업 현장에서도 다양한 일을 할 수 있죠. 군인이나 소방관이 현장에 침투하기 위해 순간적으로 달려야 할 때도 쓰일 수 있어요."

 

평생 익숙해진 보행을 더 쉽게 한다는 건

 

―이 가벼운 옷이 어떻게 도와줄 수 있나요.

 

"뼈와 뼈 사이의 근육이 수축하면서 걷는 방식을 기능성 천과 와이어로 따라 한 거예요. 옷이 뼈대 역할을, 와이어가 근육 역할을 하죠. 엉덩이 뒤쪽 근육이 걷고 뛸 때 가장 많이 쓰이거든요. 그 근육이 수축할 때에 맞춰 엉덩이 쪽의 천과 허벅지 쪽의 천을 연결한 와이어를 당겨줍니다."

 

―와이어를 당겨 근육의 부담을 덜어주는 거네요. 생각보다 간단합니다.

 

"간단하죠. 그런데 착용자들이 로봇의 힘을 불편하게 느끼지 않게 하는 게 어려워요. 적절한 타이밍에 보조력이 더해져야 도움이 되지, 애매한 타이밍에 외부에서 힘이 들어오면 오히려 자연스러운 동작을 방해할 수 있습니다."

 

―로봇이 도와줬는데도 오히려 더 불편해진다는 거네요.

 

"어떤 연구에서는 개발한 달리기 보조 로봇을 입고 뛰었더니 오히려 입기 전보다 에너지 소모가 커졌어요. 걷고 달리는 게 대수롭지 않아 보여도, 태어났을 때부터 평생 훈련해 만들어진 최적의 동작이에요. 최적화된 걸 더 좋게 만들기는 정말 어려워요. 다이어트도 이미 좋은 몸을 조금 더 좋게 만드는 편이 100㎏에서 80㎏으로 감량하기보다 어렵잖아요."

 

―로봇은 사람의 걷기와 달리기를 어떻게 구분해서 보조 방식을 바꾸나요.

 

"걷기와 달리기는 몸의 중심이 완전히 달라요. 걸을 때 중요한 분기점이 처음 발뒤꿈치를 디디는 '힐 스트라이크(heel strike)'와 발가락을 떼는 '토오프(toe-off)'입니다. 걸을 때는 힐 스트라이크를 기준으로 몸이 올라가요. 달릴 때는 힐 스트라이크에서 몸이 내려가요. 직접 걷고 달려보면 알 수 있어요. 슈트의 배꼽에 단 관성 센서가 이 차이를 인식해서 착용자가 지금 달리고 있는지 걷고 있는지 실시간으로 파악합니다."

 

수식과 이론보다 사람이 중요하다

 

―로봇공학은 여러 분야가 협력해야 하는 융합 학문이죠.

 

"로봇 자체가 하드웨어 만드는 사람, 소프트웨어 짜는 사람, 제어 연구하는 사람 다 필요해요. 하버드대 연구실에서 웨어러블 로봇을 개발할 땐 기계공학 전공자, 전기·전자공학 전공자, 생체역학 전공자, 의류학 전공자가 함께 일했어요."

 

―웨어러블 로봇 연구를 시작하기 전까지는 기계 공학자들과 대부분 일했을 텐데, 다른 분야 사람들과 일하기 어렵진 않았나요?

 

"어려움도 있죠. 시야가 각자 다르잖아요. 저 같은 경우는 시스템의 효율이나 경량성을 중요시한다면, 의류학 전문가는 의복의 편안함, 심미성을 중요하게 느끼죠. 생체역학 전문가는 사용자의 피드백을 받아야 한다며 사용자에게 계속 테스트하는 식이에요. 다양한 분야의 사람들과 토론하며 '시스템의 효율이 높아지면 좋은 로봇'과 같은 말이 당연하지 않다는 걸 알게 됐어요. 웨어러블 로봇은 사람이 쓰는 거니까 효율보다 사용자 측면에서 고려해야 하거든요."

 

―협력을 통해 시야가 넓어진 건가요.

 

"이전까지는 수식을 들여다보며 연구를 했어요. 지금은 이론에 갇히기보다 로봇을 빨리 만들어서 사용자에게 직접 입혀보고 피드백을 받는 방식으로 연구하려고 해요."

 

―왜 웨어러블 로봇을 연구하게 됐는지 궁금합니다.

 

"달리기와 운동을 좋아해서 웨어러블 로봇 분야에 관심을 가졌어요. 서울대 마라톤 동아리 '달리샤' 창립 회원이에요. 요즘은 생후 20개월인 아이를 키우느라 운동을 못 하고 있지만요(웃음). 제가 웨어러블 로봇 해야겠다고 결심했던 순간은 미국 MIT의 휴 허 교수님의 강연 영상을 보고 나서였어요. 보스턴 마라톤 테러 사고로 다리를 잃은 댄서가 교수님이 만들어준 의족 로봇 덕에 다시 춤을 추거든요. 저도 30년 정도 웨어러블 로봇을 연구하면 다른 사람을 도와줄 수 있는 로봇을 개발할 수 있지 않을까 싶어요."

 

이 교수는 웨어러블 로봇을 개발하며 직접 입어보고 테스트하며 다친 적도 많다고 했다. "의복 디자인이 잘못됐 을 때 허벅지 피부가 와이어에 쓸려서 까지기도 하고, 로봇이 이상한 타이밍에 와이어를 당겨서 근육이 놀라기도 했어요." 이 교수는 "지금은 다 괜찮습니다"라며 웃었다.

 

이기욱 교수는

- 2010년 서울대 기계공학부 졸업

- 2014년 서울대 대학원 기계공학 박사

- 2016~2017년 미국 하버드대 바이오디자인랩 박사후 연구원

- 2018년 중앙대 기계공학부 조교수

 

조선일보 조유진 기자 입력 2019.09.07 03:00

http://news.chosun.com/site/data/html_dir/2019/09/06/2019090602246.html

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* (창세기11: 1) 온 땅의 언어가 하나요 말이 하나였더라

 

 # 말이 통해야 좋은 시대입니다.

가정이나 사회에서 말이 통한다는 것은 대화가 된다는 의미이므로 좋은 현상입니다.

사람이 처음 창조됐을 때 언어(言語)는 하나로 통했습니다. 그런데 인류 문명이 발달하므로 사람이 교만하여 하나님을 대항하려는 잘 못 된 일을 하게 됩니다. 그 대표적인 예가 하나님과 같아져 보려는 교만으로 [바벨탑]을 쌓는 일이었습니다. 이로 인하여 하나님의 진노가 임하고 바벨탑은 무너졌고 그 당시 모든 사람의 언어는 여러 종류로 나눠졌습니다. 그 후 말이 통하는 사람끼리 모여 사는 세상이 됐습니다.

 

♥ 사람이 끼리끼리 모여 살아도 생각이 다를 수 있고 주장이 같지 않을 수 있습니다.

그러면 대화로 풀고 접점을 찾아 나가는 것이 민주 시민의 모습입니다. 그런데도 나와 같지 않다는 이유로 상식 이하의 거짓말까지 동원하여 상대를 공격하는 것은 비열한 짓입니다.

 

바벨탑에서 또 하나 얻는 교훈은.

지식과 문화와 과학과 기술이 발전하는 것은 좋은 현상이지만,♥  이것이 하나님의 영역을 침범하거나 겨루는 일을 하게 되면 인류에게는 또 다른 재앙이 되는 요인이 될 수 있습니다. 세계 역사를 보면 하나님께서 가장 싫어하시는 우상숭배가 극성을 부렸을 때는 모든 문화도 우상숭배와 관련되어 전개되므로 하나님의 진노로 그 시대가 마감되었음을 볼 수 있습니다.

그러므로 과학 문명은 계속 발달해야 하지만, 하나님께 영광이 되도록 해야 합니다.-이박준

(lee7j7@daum.net)