로봇공학 발전은 광범위한 분야의 산업 현장에 응용돼 생산성 극대화에 기여하고 있다. 산업 분야 외에도 로봇 공학이 인류에 직접적으로 기여하고 있는 분야 중 하나는 장애인에게 잃어버린 신체능력을 제공하는 것이다. 특히 로봇 인공기관은 독립적으로 작동하는 기계적 시스템을 착용자가 원하고 생각하는 대로 움직이는 시스템으로 변환한다는 점에서 기대가 높다.
미국 방위고등연구계획국(DARPA)은 최근 인간의 손처럼 움직이고 감각을 제공하는 의수 시스템 연구개발 프로그램 ‘햅틱스(HAPTIX:Hand Proprioception and Touch Interface)의 연구 수행자를 발표하고 개발에 나섰다.
DARPA는 프로그램 돌입 발표와 함께 두 개의 동영상을 공개했다. 동영상에는 팔 절단 수술을 받은 사람이 데카 암(DEKA arm)이라는 장비를 이용해 스스로 먹고 마실 수 있는 모습과 미 육군의 한 자원자가 로봇 팔을 이용해 암벽을 오르는 모습 등이 담겼다. 데카 암은 미래 이동수단 세그웨이 등을 만든 천재 발명가 딘 카멘의 혁신기술기업 데카R&DA가 DARPA를 위해 개발한 장비다.
햅틱스 프로그램의 골자는 착용자들이 이 같은 로봇 팔의 동작을 최대한 알기 쉽고 직관적으로 느낄 수 있도록 만드는 것이다. 현재 로봇 팔 자체는 기계적으로 상당히 훌륭한 수준이다. 하지만 인터페이스가 부족해 실질적 사용에 어려움이 있다는 평가다. 햅틱스 프로그램은 착용자가 로봇 팔에 장착된 센서로부터 힘과 촉감에 대한 피드백을 받으면서 같은 채널로 자신의 뇌와 신경 시스템을 이용해 팔을 직관적으로 제어하는 양방향 인터페이스다.
햅틱스 프로그램은 착용자에게 직관적인 제어와 센서 피드백을 제공하는 인터페이스를 결합하기 위해 DARPA의 인공장치 혁신 프로그램으로 최근 개발된 인공 팔다리 시스템에 적용할 계획이다. 센서 경험을 다양하고 풍부하게 만들어 이용자가 로봇 인공기관을 언제나 착용하고 있어도 불편함을 느끼지 못하게 하는 것이 목표다.
초기 심장박동기를 위해 개발됐지만 현재 다양한 인공 이식용 의학 장치에 사용되고 있는 근육 내 전극·전선 기술 등 시판되고 있는 기술도 적절한 곳에 사용한다. 어드밴스드 미세전극 어레이와 커프형 신경 전극 등도 시험 적용할 예정이다.
햅틱스 프로그램은 현재 다양한 방식의 기술적 접근법을 평가하는 1단계 작업을 수행 중이다. 2단계는 여러 접근법 가운데 가장 성공적인 것을 선정, 기능적 햅틱스 인공장치 시스템에 구현하는 단계다. DARPA는 4년 안에 일반 가정에서 시험 적용하는 것을 목표로 사업을 추진하고 있다.
박정은기자 jepark@etnews.com
