산업 IT

[파퓰러사이언스 발명대상] 재간둥이 기계 의수

[아이디어] 고가의 전자 의수(義手)에 버금가는 성능을 발휘하는 저렴한 의수

발명품 스타크 핸드 (Stark Hand)

발명자 마크 스타크


개발기간 7년

개발비 1만 7,000~1만 8,000달러

의수는 보통 3가지로 구분된다. 아무 기능 없이 손 모양만 흉내 낸 제품, 갈고리나 저가형 손가락을 달아 제한적인 기능을 제공하는 제품, 그리고 실제 손의 움직임을 정밀하게 재현하지만 가격이 수만 달러를 호가하는 전자 의수가 그것이다.

마크 스타크의 의수는 이들 세 종류의 장점만을 채용했다. 쇠갈고리 의수 만큼 작고 가벼우며 저렴하지만 외관과 성능은 하이엔드급 전자 의수와 비교해도 손색이 없다.

전자기기용 밸브 디자이너인 스타크는 태어날 때부터 왼손이 없었던 친구 데이브 보그트를 위해 의수 개발에 뛰어들었다. 그리고 7년 만에 결국 개발에 성공했다.


'스타크 핸드'로 명명된 이 의수에는 전자장치가 전혀 없다. 하지만 각 손가락에는 3개의 관절이 있으며 사용자가 원하는 것은 무엇이든 붙잡을 수 있도록 자연스럽게 구부러진다. 쇠갈고리로는 잡을 수 없는 이상한 모양의 물건도 문제없다.

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기존 갈고리 의수의 갈고리는 대개 사용자의 팔 끝에 끼운 소켓에 부착한다. 그리고 어깨에 착용한 하네스와 케이블로 연결된다. 평상시에는 두 개의 갈고리가 서로 붙어있지만 어깨를 으쓱 위로 올리면 케이블이 당겨지며 갈고리가 벌어져 물건을 잡을 수 있다.

스타크 핸드도 소켓과 케이블을 사용한다는 점에서는 이와 같다. 하지만 손바닥에 또 다른 5개의 케이블이 기역(ㄱ)자형 레버와 연결돼 있다. 다섯손가락을 움직이기 위한 것이다. 때문에 어깨를 움직이면 손가락이 동시에 펴지지만 오므려질 때는 5개 손가락이 독립적으로 작동, 물건을 단단히 감싸쥘 수 있다.

이런 방식으로 스타크 핸드는 와인잔을 쥐더라도 둥근 잔 부분과 잔 대를 빈틈없이 잡는다. 특히 각 손가락의 관절 스프링은 날계란을 깨뜨리지 않을 만큼 부드러우면서도 의자를 들어 올릴 수 있을 만큼 강하기도 하다.

2004년 스타크는 공구상점에서 쉽게 구할 수 있는 부속으로 최초의 시제품을 제작, 보그트에게 성능시험을 부탁했다. 결과는 대성공. 시제품을 부착한 보그트는 한 시간도 되지 않아 생전 처음 왼손으로 공을 잡는 기쁨을 누렸다.



이후 스타크는 보그트의 조언을 참고해 더 강하고 작은 스프링을 디자인했고 손가락 모양도 대량생산에 적합하도록 재설계했다. 또한 엄지손가락이 굽혀지는 각도를 실제 사람과 유사하게 조정했으며 보그트가 클럽에서 춤을 추다가 무언가에 부딪혀 의수의 관절이 부서지는 사고를 겪자 관절 강도까지 강화시켰다.

이렇게 현재 총 4종의 시제품이 개발된 상태다. 스타크는 지금보다 강한 플라스틱과 고급 부속을 사용, 내구성을 높인 양산형 제품을 올 겨울부터 생산할 계획이다.

한편 유망 발명가들을 지원하는 에디슨네이션은 최근 스타크 핸드를 상용화 품목으로 선정, 의수 제작사와 라이선스협의를 추진하고 있다.

HOW IT WORKS

스타크 핸드는 사용자의 어깨에 착용하는 하네스와 케이블로 연결된다. 어깨를 올리면 손바닥의 레버가 당겨져 손가락이 일시에 펴진다. 오므릴 때는 손가락마다 연결돼 있는 케이블과 레버 덕분에 각 손가락이 독자적으로 움직인다. 때문에 복잡한 모양의 물체도 확실히 움켜쥘 수 있다.

파퓰러사이언스
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