더 빨리 달릴 수 있도록 도와주는 전동 무릎 장치(motorized knee) 개발

KISTI 『글로벌동향브리핑』 2009-12-27

일본 Tsukuba 대학교의 연구원들은 더 빨리 달릴 수 있도록 해주며 근력을 덜 사용할 수 있도록 보조하는 전동 무릎(motorized knee)을 개발하였다. 전동 무릎은 5 킬로그램의 키트로 구성되며, 다리에 끈으로 묶여지는 부분과 제어 유닛(control unit)과 배터리를 포함하고 있으며 등에 매는 부분으로 나뉜다. 전동 무릎은 신체적으로 장애가 있는 사람을 돕기 위해 설계 되었을 뿐만 아니라, 더 효율적으로 달리기를 원하는 사람의 무릎을 지지하기 위하여 설계되었다. 개발된 부착식 무릎 보조장치(strap-on knee assistant)는 장치 부착자가 시간당 7.5 킬로미터로 꾸준히 조깅할 수 있도록 해주며, 부착을 하지 않고 조깅할 때보다 약 30 퍼센트의 근력을 덜 사용하도록 해준다. 연구원들은 5 킬로그램에 달하는 본 장치의 무게를 차감했을 때의 근력 절감량은 언급하지 않았다. 본 연구팀은 본 장치가 향후 3년 안에 상용화 될 것으로 자신하고 있으며, 이러한 부착식 무릎 보조장치의 시장이 존재한다고 생각하고 있다. 신체적으로 장애가 있는 사람의 걸음을 돕는 유사한 장치가 존재하지만, 연구팀에서 개발한 장치는 훨씬 더 작고 가볍기 때문에, 시장의 호응이 좋을 것이며, 더 효율적으로 달리기를 원하는 일반인에게도 수요가 있을 것이라고 연구팀은 예상하고 있다. 본 전동 무릎 장치는 무릎을 구부리는 것을 돕는 작은 모터와 무릎의 구부리는 각도를 탐지하는 센서, 그리고 안전 레버(lever)로 구성되어 있다. 본 장치의 한 가지 분명한 결점은 대부분의 조깅하는 사람들이 근력을 키우기 원하기 때문에, 측정을 하며 조깅하는 경향이 있다는 점이다. 따라서 본 장치를 통해 조깅 하는 사람들이 조깅을 통해 근력을 키우기 위해서는, 더 먼 거리를 달려야 한다는 점이다. 하지만 본 장치는 무릎 수술로 인한 회복 단계에 있는 사람들에 유용할 것으로 기대된다. 또한 Tsukuba 대학교에서 개발한 로봇 슈트인 HAL는 사이보그 형태의 로봇으로, 수족이 마비된 사람이 걸을 수 있도록 도움을 주며, 이것은 Yataro 아기 시뮬레이터와 함께 작동 된다. 그림 1. 개발된 전동 무릎 장치의 개념도. 모터와 센서가 플라스틱 상자에 내장되어 있으며, 착용자는 배터리를 포함한 제어 유닛을 담고 있는 등짐(backpack)을 매야 한다. 그림 2. 개발된 전동 무릎 장치를 착용하고 실험하고 있는 실험자의 모습. 등에 매고 있는 등짐에는 제어 유닛과 배터리가 담겨 있다. 1.jpg 2.jpg 출처 : http://www.physorg.com/news180681294.html