국내 연구팀이 영화 ‘스파이더맨’의 슈트처럼 가볍고 근육처럼 힘을 낼 수 있는 웨어러블 로봇용 근육 옷감 직조 기술을 개발했다. 택배 배달, 돌보미 서비스, 건설 노동부터 재활 훈련까지 근육 옷감을 옷에 부착하면 간단하게 근력을 보조받을 수 있다.
박철훈 한국기계연구원(원장 박상진) 책임연구원은 얇고 가벼운 근육 옷감을 직조해 의복형 웨어러블 로봇을 만드는 데 성공했다고 14일 밝혔다.
연구팀은 머리카락 두께 절반보다 가는 40㎛ 굵기의 형상기억합금을 스프링 형태의 실로 만들어 옷감을 짜듯 직조했다. 이 옷감은 실제 옷감처럼 자르거나 접을 수 있고 힘이 필요한 신체 부위에 붙이기만 하면 쉽게 근력을 보조받을 수 있다.
형상기억합금으로 만든 이 옷감은 손바닥 크기의 무게가 6.6g으로 종이컵 하나 정도에 불과하다. 우리 몸의 근육이 움직일 때 수축과 이완을 반복하듯이 이 옷감도 머리카락보다 가는 형상기억합금에 전류가 흐르면 근육처럼 수축하며 힘을 낸다. 이때 힘은 자체 질량의 1,500배에 달하는 10㎏을 들어 올릴 수 있는 정도다.
연구팀은 다리나 팔의 근육 위치에 근육 옷감을 부착하고 앉았다 일어서기, 계단 오르기, 무거운 짐 들기 등의 동작을 보조하는 실험을 한 결과 평소 사용하던 근력의 50%만으로도 같은 동작이 가능한 것을 확인했다. 형상기억합금을 스프링 실 형태로 만들어 근육 옷감으로 직조하는 데 성공해 기존의 직조기를 이용한 대량 생산도 가능할 것으로 전망된다.
연구팀은 직조 근육 옷감과 이를 적용한 근력 보조 의복형 웨어러블 로봇의 기술이전을 추진하고 직조용 형상기억합금 스프링 실의 굵기를 지금보다 더 가늘게 만드는 등 직조 근육 옷감의 성능을 향상하기 위한 연구를 지속하기로 했다.
박철훈 기계연 박사는 “이 기술은 웨어러블 로봇뿐 아니라 착용형 재활 기기, 마사지 기기 같은 헬스케어 분야까지 폭넓게 적용될 수 있는 원천 기술”이라며 “수백~수천만 원대에서 양산 가능해 로봇 산업부터 섬유·패션 산업까지 신산업 창출도 가능할 것”이라고 기대했다.
/고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com
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