웨어러블 로봇

영화 속 슈트가 일상으로, 입는 로봇의 시대가 온다!! 웨어러블 로봇

국가과학기술연구회 ・ 2020. 8. 14. 17:30

 

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미디어 속 숨은 과학 찾기, 요즘 과학 ​ 아는 만큼 보인다! 그동안 TV나 극장에서 봐왔던 많은 작품에 실은 무궁무진한 과학 기술 이야기가 숨어있었다는 사실, 알고 계셨나요? 모르고 지나쳤던 미디어 속 과학 기술 이야기, 요즘 과학에서 속속들이 찾아드립니다!!

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<인랑>ⓒ네이버 영화

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<좋은 놈, 나쁜 놈, 이상한 놈>과 <밀정>의 김지운 감독과 강동원 배우의 만남으로 화제를 모았던 영화 <인랑>. 개봉 이후 작품에 대한 평은 그리 긍정적이지 않았지만 포스터에서부터 강조되었던 강화복의 이미지만큼은 강렬하게 남았는데요. 대통령 직속 경찰조직인 특기대의 비밀조직인 인랑의 상징으로, 방탄 기능은 물론 한 손으로 성인 남성을 번쩍 들어 올리거나 주먹으로 사람을 날려 벽을 부수는 등 근력 강화 기능도 엿보였던 강화복. 이렇게 입거나 착용하는 형태로 근력을 보강해주는 장비를 웨어러블 로봇이라고 해요.

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<인랑>ⓒ네이버 영화

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웨어러블 로봇은 웨어러블 슈트나 로봇 슈트, 또는 내골격(Endoskeleton)에 대응하는 개념으로 외골격(Exoskeleton) 로봇이나 엑소 로봇이라 부르기도 하는데요. <인랑> 외에도 <아이언맨>이나 <엣지 오브 토모로우> 등 많은 작품에서 비슷한 장비가 등장했던 만큼, 관련 연구 역시 오래전부터 활발히 진행되었고, 이미 많은 분야에서 상용화도 이뤄졌어요.

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특히 고령화 사회 진입이 가속화되면서 노인들의 근력 보강 및 환자들의 재활 지원, 산업 현장 노동자들의 노동 강도 경감 등을 위해 웨어러블 로봇의 필요성은 점점 더 커지고 있어요. 이런 상황에 따라 데이터브리지 마켓 리서치(Data Bridge Market Research)와 산업연구원에선 글로벌 웨어러블 로봇 시장이 2017년 약 6,252억 원에서 2025년 약 9조 8천억 원으로 연평균 41%의 고성장이 이뤄질 것으로 예상했어요.

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많은 신기술이 그렇듯 웨어러블 로봇 역시 처음 개발되기 시작한 건 국방 분야예요. 1965년 미 해군의 지원을 받은 미국 제너럴일렉트릭(General Electric)에서 최초의 웨어러블 로봇인 하디맨(Hardiman)을 만들었고, 현재도 각국 군대의 전투력 향상을 위해 기술 경쟁이 이어지고 있어요. 미 방산업체인 록히드마틴(Lockheed Martin)은 90kg 군장을 메고 최고 시속 16km까지 달릴 수 있도록 근력을 지원하는 헐크(HULC)를 개발했고, 러시아의 중앙정밀기계공학연구소(TsNIITOChMASh)에선 총알을 방어하고, 자동소총을 한 손으로 발사해도 정확히 표적을 맞힐 수 있는 ‘라트니크-3’를 연구 중이에요.

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산업현장에서는 자동차공장을 중심으로 관련 기술 연구는 물론 도입도 이뤄지고 있어요. 현대·기아자동차는 상향 작업을 지원하는 VEX와 무릎관절 보조 로봇인 CEX를 개발했고, 미국 포드자동차에선 2017년 외골격 로봇제조 전문 업체와 협업해 상체 근력을 보조하는 엑소베스트(EksoVest)를 시범 도입하기도 했어요. 이외에도 물류와 중공업, 건설 등 강도 높은 노동이 필요한 산업현장을 중심으로 웨어러블 로봇의 연구 및 도입 사례가 이어지고 있어요.

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현재 웨어러블 로봇 개발이 가장 활발히 진행되는 건 의료와 재활 분야예요. 2010년 이후 급속히 증가하기 시작한 보조, 재활 및 치료 목적의 웨어러블 로봇은, 일본과 이스라엘, 미국을 중심으로 빠른 성장세를 보이고 있어요. 2012년 런던 마라톤대회에선 낙마 사고로 하반신이 마비된 클레어 로마스가 웨어러블 로봇을 착용하고 17일에 걸쳐 마라톤을 완주해, 전 세계의 찬사를 받은 동시에 웨어러블 로봇이 다시 한번 주목받는 계기가 되기도 했어요.

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국내의 경우 삼성전자가 지난 1월 미국 라스베이거스에서 열린 CES(국제전자제품박람회)에서 노약자와 환자의 걷는 자세를 교정해주고, 보행 시 힘을 덜 쓸 수 있도록 도와주는 웨어러블 로봇 젬스(GEMS)를 선보인 적 있어요. 또한 화성시 동탄에 위치한 아르딤복지관에선 국내 웨어러블 로봇전문기업의 재활로봇을 도입하면서, 장애인복지관 중 전국 최초로 웨어러블 로봇을 통한 보행 재활 훈련을 진행하기도 했어요.

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ⓒ한국생산기술연구원

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국방과 산업, 복지 분야 외에도 웨어러블 로봇이 꼭 필요한 곳이 있죠. 바로 재난구조 현장인데요. 사건·사고 현장은 대부분 열악한데다 상황도 다급해 구조요원들은 위험을 무릅쓰고 강도 높은 현장으로 뛰어들 수밖에 없어요. 생산기술연구원의 융합생산기술연구소 로봇그룹 장재호 수석연구원팀은 이런 문제를 해결하기 위해 소방관 전용 웨어러블 로봇인 ‘하이퍼 R1’을 개발했어요. 하이퍼(HyPER)는 유압(Hydraulic) 시스템과 외골격(Exoskeleton) 구조의 합성어로, 연구팀은 지난 2010년 하이퍼 1호를 처음 개발한 뒤 연구개발을 계속해 2016년엔 무게는 1/4 이상 줄이고, 골격 설계 시스템은 더욱 정교화한 ‘하이퍼 R1’을 선보였어요.

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또 다른 출연(연)인 한국기계연구원에선 작년, 일상복처럼 입을 수 있는 웨어러블 로봇을 개발했는데요. 첨단생산장비연구본부 로봇메카트로닉스연구실 박철훈 책임연구원이 개발한 해당 장비는 형상기억합금을 스프링 다발로 만들어 넣어, 옷에 달린 조절 장치를 이용해 전류를 흘리면 스프링이 수축하며 근력을 보조하는 형태예요. 필요할 때만 근력 보조를 받을 수 있으며, 무엇보다 가볍고 활동의 제약이 없어 평상시에도 착용이 가능하다는 큰 장점이 있어요.

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ⓒ한국기계연구원

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영화에서 본 것보다 더 가볍고, 간편한 구조로 일상 가까이 다가오고 있는 웨어러블 로봇. 군사와 산업은 물론 복지와 재활, 구조 현장을 넘어 일상생활에서 입기도 부담이 없는 형태로 개발되고 있는 만큼 우리 생활에 많은 변화를 불러올 것으로 예상되는데요. 스마트폰이 그랬듯 어쩌면 웨어러블 로봇도, 더 편하고, 더 강하고, 더 안전한 생활을 통해 우리 삶을 또 한 번 획기적으로 바꾸는 계기가 될 수 있지 않을까요? 멀게만 느껴졌던 미디어 속 과학기술이 일상이 되는 날까지, 국가과학기술연구회가 함께하겠습니다.

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[출처] 영화 속 슈트가 일상으로, 입는 로봇의 시대가 온다!! 웨어러블 로봇|작성자 국가과학기술연구회