엑소슈트 착용자가 각각 스툽, 스쿼트 동작을 취하고 있다./서울대
엑소슈트를 착용하고 물건을 든 모습./서울대서울대 연구팀이 착용자의 움직임에 맞춰 신축성이 변하는 방식으로 작동하는 엑소슈트(Exo Suit)를 세계 최초로 개발했다.
엑소슈트란 몸 외부에 골격 형태로 착용해 작동하는 장치를 의미하는 '엑소'와 옷을 의미하는 '슈트'의 합성어다. 착용형 로봇, 외골격 로봇, 엑소 스켈레톤, 웨어러블 로봇 등으로도 불린다.
서울대는 26일 조규진 기계공학부 교수와 윤성식 연구원, 안주은 체육교육과 교수, 김기원 서울대병원 재활의학과 교수 공동연구팀이 물건을 들어 올릴 때 부상 위험이 낮은 동작을 유도하는 '무동력 가변 신축성 엑소슈트' 개발에 성공했다고 밝혔다.
통상 사람들은 무거운 물체를 들 때는 신체 구조상 허리를 구부리는 스툽 동작(stoop lifting)을 자연스럽게 느낀다. 신체에 부담을 줄이기 위해서는 이보다는 스쿼트 동작(squat lifting)이 권장되지만 습관화돼 있지 않은 경우가 많다.
이번에 개발된 엑소슈트는 착용자의 동작에 따라 신축성이 변하는 방식으로 스쿼트 동작을 유도한다. 슈트에 적용된 ‘신체 구동식 가변 임피던스(신축성) 기술’은 별도 동력원이 필요 없다.
슈트를 착용한 채 스툽 동작을 취하면 신축성이 낮아져 불편함을 느끼게 유도하는 반면 등을 펴고 무릎을 구부리는 스쿼트 동작을 하면 신축성이 높아져 활동이 편안해진다.
고무줄에 저장된 에너지는 스쿼트 동작을 하는 착용자에 전달돼 적은 힘으로 물건을 들어 올릴 수 있게 보조한다.
엑소슈트 사용 경험이 없는 10명을 대상으로 실험한 결과 9명은 슈트 착용 직후 물건을 들어 올리는 자세가 스쿼트 형태에 가까워지도록 개선됐다. 물건을 들어 올릴 때 소모되는 에너지도 슈트의 보조 효과로 10명 평균 5.3％ 감소했다.
연구책임자인 조규진 교수는 "추후 다양한 작업과 스포츠에 접목돼 바른 동작을 유도하는 의복으로 발전하고, 착용자의 역량 향상과 부상 방지, 통증 완화 등에 기여할 것"이라고 말했다.
