[한국기술뉴스] 한국공학대학교 전자공학부 이응혁 교수 연구팀은 평지, 경사, 계단 보행에 따라 보행자의 무게 중심을 추정하는 시스템을 개발했다. 개발된 기술은 한국공학대학교 산학협력단을 통해 2017년 01월 09일 특허를 출원(출원번호 제1020170003017호)했다. 특허 명칭은 '보행 재활 로봇의 무게 중심 추정 시스템 및 방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

최근 국내 병원에 환자의 재활 운동을 보조하기 위한 재활 로봇이 빠르게 도입되고 있습니다. 재활 로봇은 신체 능력을 회복하기 위해 사용하는 로봇으로, 팔이나 손, 하체 등 사용하는 부위와 목적에 따라 다양한 종류로 나누어집니다. 그 중 보행 재활 로봇은 사고나 질병으로 인해 보행이 어려운 환자의 재활 운동을 보조해주는 로봇입니다. 보행 재활 로봇을 사용하면, 정확하고 일정한 훈련을 반복적으로 할 수 있습니다. 또한, 로봇에 내장된 센서를 이용해 보행 속도나 무게 중심, 발목 각도 등의 자료를 수집해 치료에 활용할 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만, 현재 사용하는 보행 재활 로봇은 무게 중심을 추정하기 위해 다수의 센서를 필요로하기 때문에 부피가 크고 가격이 비싸다는 문제가 있습니다.

한국공학대학교 이응혁 교수 연구팀은 단일 센서를 이용해 보행자의 무게 중심을 추정하는 시스템을 개발했습니다.

무게 중심 추정 시스템을 사용하기 위해 센서 장치를 사용자의 발뒤꿈치에 착용합니다. 센서 장치의 바닥 면은 여섯 갈래로 나누어져 있어 보행 과정에서 발생하는 지면 반발력을 부분적으로 감지할 수 있습니다. 센서는 반발력이 감지된 위치에 대응하는 전압을 출력해 무게 중심 추정 장치로 전달합니다. 무게 중심 추정 장치는 전압을 이용해 보행자의 무게 중심을 추정합니다.

연구팀이 무게 중심 추정 시스템의 정확도를 확인한 결과 여러 개의 센서를 사용한 무게 중심 추정 장치와 95% 이상의 일치율을 보였습니다.

본 방법을 이용할 경우 단일 센서만으로도 매우 높은 정확도로 보행자의 무게중심을 추정할 수 있습니다. 본 방법을 보행 재활 운동에 사용되는 로봇에 적용하여 재활 로봇의 제조 단가를 낮출 수 있어, 사용자의 경제적 부담을 줄일 수 있을 것으로 기대됩니다.