단순한 동작 명령만으로 정밀한 손끝 집기와 다양한 물체 형상에 적응할 수 있는 초경량 로봇의수가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 해외 제품에 의존하던 전동 의수 시장에 국산 기술로 도전장을 내민 이번 성과는 절단장애인들의 삶의 질 향상에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

 

국가과학기술연구회 산하 한국기계연구원(기계연) 대구융합기술연구센터 의료로봇연구실 신민기 선임연구원 연구팀은 링키지-와이어 복합 구동 방식과 부족구동 메커니즘을 적용해 초경량형 로봇의수를 개발, 실제 사용자 대상 시험평가까지 완료했다.

 

기존 로봇의수는 4절 링크 방식의 한계로 다양한 형상의 물체를 안정적으로 파지하기 어려웠고, 와이어 방식은 물체 적응성은 뛰어나지만 손끝 집기나 자연스러운 파지동작 구현에 한계가 있었다. 이를 개선하기 위해 연구팀은 두 방식을 융합한 링키지-와이어 복합구동 메커니즘을 설계, 자연스러운 파지 궤적과 강한 손끝 집기, 물체 형상 적응형 파지를 모두 구현했다.

 

 

특히 엄지손가락의 2자유도 움직임(내전·외전, 굴곡·신전)을 단일 구동기로 각각 독립 제어할 수 있는 부족구동 기반의 혁신적 메커니즘이 적용돼, 기존 수동형 관절이나 2구동기 방식이 지녔던 무게 증가 문제를 해결하며 세계 최고 수준의 경량성과 사용자 편의성을 달성했다.

 

이 기술은 단순한 동작 명령만으로 정밀한 파지를 가능하게 해 절단장애인의 사용 편의성을 크게 높이고, 경량화로 신체적 부담을 줄였다. 또한 물체 형상 적응형 파지를 통해 에너지 소비를 줄여 배터리 사용시간을 연장하는 부가적 효과도 기대된다.

 

현재 해당 기술에 대한 특허 출원을 완료했으며, 향후 기술이전 및 제품화 절차가 진행 중이다.

 

신민기 선임연구원은 “이번 로봇의수는 인간이 무의식적으로 수행하는 손동작을 모방해 사용자가 자신의 신체처럼 자연스럽게 사용할 수 있을 것”이라며, “휴머노이드 로봇에도 적용 시 연산량을 줄여 효율성과 응답속도, 범용성 측면에서도 탁월한 성능을 발휘할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

 

이번 연구는 기계연의 기본사업(상하지 운동기능 복원을 위한 인간증진의료 기술 개발) 및 적립금사업(촉감 정보 피드백이 가능한 경량 다자유도 로봇의수 개발)의 지원으로 수행됐다.

 

헬로티 임근난 기자 |