명칭: K3 프로모터
발명자: 제롬 리프킨
개발비: 10만 달러
개발기간: 8년
현재 상태: 시제품
당뇨병에 걸려 다리를 절단한 고든 링크는 에베레스트 산을 오르고 싶지도 않고, 마라톤을 뛰거나 스노보드를 타고 싶지도 않다. 그저 다른 사람같이 평범하게 걷고 싶을 뿐이다.
일견 무리한 요구는 아닌 것 같다. 하지만 인체의 자연스러운 움직임을 재현한 의족 시제품 K3 프로모터를 사용하기 전 그에게는 조금만 울퉁불퉁한 땅도 마치 장애물 코스 같았다. 과거의 의족은 2.5cm 깊이의 고인 물에 발을 들여놔도 마치 10cm 깊이의 웅덩이에 발을 헛디딘 것처럼 움직임이 부자연스러웠다.
링크는 지난 6개월 동안 K3 프로모터를 시험해 보았다. K3 프로모터는 36세의 발명가 제롬 리프킨이 8년이 넘는 시간 동안 시행착오를 거쳐 만든 유연한 기계 의족이다.
리프킨은 자전거 사고로 엉덩이를 다쳐 3년간 걸음마 연습을 하고 나서 기계 의족을 만들기 시작했다. 그는 당시 보철학(補綴學)을 배우던 학부생이었지만 물리치료를 받으면서 인간이 발로 걷는 원리를 익히게 됐다. 그는 그때 비로소 의족은 진짜 발에 비하면 아무것도 아니라는 것을 알았다.
사람의 발은 26개의 뼈와 35개의 관절로 이루어져 있다. 몸무게를 지탱하고 사람의 몸을 움직이는 책임을 진 신체기관이다. 모방하기도 극히 곤란하다.
오늘날 다리를 절단한 사람들은 탄소섬유로 돼 있어 걸을 때마다 조금밖에 안 꺾이는 의족, 아니면 자연스럽게 움직이지만 가격이 1만8,000달러나 되고 보험혜택도 못 받기 일쑤인 컴퓨터 제어식 의족 밖에는 선택의 여지가 없다.
리프킨은 콜로라도 보울더의 오두막에서 매일 밤 연구한 끝에 실제 발의 움직임을 그대로 모방한 기계식 의족을 만드는데 성공했다. 이 기계식 의족은 간단할 뿐만 아니라 저렴하기도 하다.
그의 의족은 뒤꿈치, 발 앞부분, 발가락 등 세 부분으로 이루어져 있다. 발목에는 관절이 없지만 발등에 관절을 설치해 뒤꿈치와 발 앞부분을 연결하고, 발목과 장심이 하는 일을 대신했다. 발등 관절은 발목 관절처럼 위아래로 유연하게 움직여 의족을 착용한 사람이 더 자연스럽게 걸을 수 있도록 도와준다.
그리고 K3 프로모터의 발바닥에는 유연한 장심이 들어있다. 이것은 스프링과 케이블로 발가락의 두 번째 관절에 연결돼 발걸음을 떼어놓을 때마다 땅바닥을 박차고 나가는 동작을 재현한다. 그리고 팽팽한 철제 케이블이 작동 범위를 결정하는 힘줄과 인대 역할을 하기 때문에 사용자는 의족의 작동을 제어할 필요가 없다.
이 기계식 의족은 단순히 걸을 때의 압력에 따라 움직인다. 또한 의족의 앞부분과 뒷부분은 독립적으로 움직이며 험한 땅에서도 잘 적응한다. 리프킨은 링크와 같은 장애인 11명을 대상으로 실험한 결과를 토대로 5번째, 그리고 마지막이 될 시제품을 정밀 조정하고 있다. 이 시제품은 마그네슘을 사용해 강도가 높고 중량이 가볍다.
초기의 실험 결과에서 450g 짜리 의족은 걷는데 소모되는 에너지의 양이 현저히 줄어들었는데, 그 이유는 스프링과 관절에서 힘을 흡수해 앞으로 나가기 때문이다. 등에 23kg 짜리 짐을 져도 결과는 똑같다. 비싼 모터나 인공지능 없이 만들어낸 최고의 의족이라고 할 수 있다.
리프킨이 가장 신경 쓰는 것은 내구성이다. 스프링이 계속 늘어난 상태로 있으면 언젠가는 약해질 수 있다는 것이다. 스탠포드 대학의 보철학자 게리 버크는 “내구성 문제만 해결할 수 있다면 도심을 걷거나 공원을 산책하려는 활동적인 성인에게 최적의 의족이 될 것”이라고 말한다.
링크는 이 기계식 의족을 착용한 후 보다 거친 지형을 걷고 있다. 너무나 자연스러워 마치 골프 코스라도 걸어가는 것 같다고 한다.
HOW IT WORKS
발등 관절을 사용해 평탄하지 않은 땅에서도 안정적으로 설 수 있다. 발가락에는 스프링이 달려 있어 한 걸음 뗄 때 마다 지면을 박차고 나간다.
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