최근 막 내린 영화 '어벤저스'의 주요인물 토니 스타크(로버트 다우니 주니어 분)는 영화 속에서 상당히 이질적인 존재다. 신체능력으로만 따지면 일반인 수준이다. 그러나 강화인간, 돌연변이, 초능력자, 심지어 외계 신까지 판치는 영화 속 세상에서 줄곧 악당을 상대하는 맨 앞줄에 섰다. 그가 입은 '아이언맨 슈트'가 이를 가능하게 했다. 아이언맨 슈트는 토니 스타크를 더 빠르고 강하게 만들었다.
물론 아이언맨 슈트와 같은 수준은 아니지만 이런 기술은 현실에도 존재한다. '웨어러블 로봇(착용형 로봇)'이 그것이다.
웨어러블 로봇은 이름 그대로 입거나 장착하는 물건이다. 사용자가 어떤 동작을 취할 때 힘을 보태거나 지지하는 역할을 한다. 사용자가 무거운 하중을 견디고, 높은 기동성과 운동지속성을 발휘하도록 지원한다. 사용자가 가진 신체 한계, 나아가 인체 한계 자체를 넘어서는 원동력이 된다.
웨어러블 로봇은 사실 매우 오래된 개념이다. 19세기 말 이후부터 외골격 구조를 이용해 사용자 행동을 돕는다는 아이디어가 나왔다. 물론 동력은 당시 수준에 맞게 증기를 활용하는 초기 수준이었다.
이후 냉전시기 미국이 현대 개념의 웨어러블 로봇이 탄생하는 계기를 마련했다. 1960년대 들어 미국 국방부가 웨어러블 로봇으로 군인의 근력을 향상시키는데 관심을 가지면서 지금까지 전기를 동력으로 활용하는 구동기, 다양한 센서로 사용자 의도를 파악해 자동으로 힘을 보탠다는 개념, 현대적인 로봇 구조 등 발전을 이루게 됐다. 미국 록히드마틴이 개발한 로봇 '헐크'는 90㎏ 군장을 부담 없이 멜 수 있도록 한다.
활용 범위도 대폭 늘어났다. 시작은 군사용이었지만 이내 몸이 불편한 이들이나 장기간 고하중·고위험 임무에 나서는 이들을 위한 기술 개발도 진행되고 있다. 의료·재활, 재난방재, 산업 분야에서 웨어러블 로봇에 주목하고 있다.
현재 웨어러블 로봇 시장은 미국과 일본, 이스라엘 등 선진국 기업이 선점하고 있다. 그러나 최근에는 우리나라에서도 미래 시장 선도 희망을 엿볼 수 있다. 갖가지 기술 개발 성과가 나오고 있다.
의료·재활 분야 성과로 사이보그 올림픽으로 불리는 '사이배슬론' 국제대회 수상 실적을 예로 들 수 있다. 사이배슬론은 신체 일부가 불편한 장애인이 웨어러블 로봇을 착용하고 성능을 겨루는 대회다. 공경철 KAIST 교수(엔젤로보틱스 대표)가 이끄는 팀이 지난 2016년 1회 대회에서 웨어러블 로봇 종목 3위에 올랐다. 우리나라팀은 이전보다 훨씬 발전된 '워크온슈트 4.0'을 개발, 내년 5월 스위스에서 열리는 2회 대회에도 참여한다.
산업용 웨어러블 로봇 분야에서는 대기업을 중심으로 다양한 연구와 개발이 이뤄지고 있다. LG전자, LIG넥스원, 현대로템 등이 다양한 산업 현장 인력을 보조해 더 무거운 중량을 옮길 수 있는 웨어러블 로봇을 만들고 있다.
연구계에서 새로운 웨어러블 로봇 개발 시도도 이뤄지고 있다. 무겁고 거추장스러운 기존 외골격형 로봇을 넘어 가벼운 의복형 웨어러블 로봇을 만드는 기반 기술이 나오고 있다.
최근에는 한국기계연구원이 형상기억합금 스프링 다발로 옷감형 웨어러블 로봇 유연구동기를 구현했다. 전류 흐름에 따라 스프링 다발이 수축하거나 이완하는 성질을 이용했다. 이 경우 무거운 모터가 필요 없고 소요 전력도 상대적으로 적어 가벼운 옷 형태로 웨어러블 로봇을 만들 수 있다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
