로봇이 환자·운동선수 재활 치료 돕는다

신체 기능 보완하는 피지컬 AI

인체 역학을 이해해 신체 기능을 보완하는 재활 치료는 피지컬 인공지능(AI)이 빠르게 접목되는 분야다. 올해 CES 혁신상을 받은 웨어러블 로봇 기업 엑소아틀렛의 환아용 재활로봇 ‘밤비니’(사진)가 본보기다. 하반신을 감싸는 형태의 밤비니에는 고관절, 무릎, 발목 등에 8개 액추에이터가 장착됐다. 액추에이터는 발등과 발바닥 등이 얼마나 굽혀졌는지 계산해 환아가 걸을 수 있도록 최적의 힘을 지원한다. 근육이 경직되거나 비정상적인 궤적을 그리면 부상을 예방하기 위해 바로 작동을 멈춘다.

위로보틱스는 아이의 체격 변화와 근력 발달 정도를 데이터화해 보조 강도를 최적화하는 ‘윔 키즈’를 내놓았다. 일반 재활 로봇이 아이에게 부담스러운 무게인 반면 윔 키즈는 2㎏ 내외로 아이가 일상생활에 착용해도 무리가 없다.

한국 기업 휴머닉스는 ‘피트니스 로봇’ 세짐RT로 국내 프로야구단과 국가대표 선수들의 재활을 돕고 있다. 피트니스센터에서 흔히 볼 수 있는 파워랙처럼 생긴 기기에는 고정밀 토크센서와 근전도 센서가 내장돼 환자의 근력 수준과 가동 범위를 밀리초(ms·1ms=1000분의 1초) 단위로 측정한다. 환자가 힘을 줄 때 적절한 저항을 줘 근력을 강화하고, 힘이 부족할 때는 보조력을 제공한다. 환자가 잘못된 근육을 움직이면 즉시 궤적을 수정하거나 경고한다.

디엔시스는 세계 최초로 무릎 전용 외골격 로봇 ‘Z1듀얼조인트’를 공개했다. 무릎 관절을 중심으로 허벅지·종아리 뒷부분에 패드를 밀착시킨 구조로, 사용자 움직임을 감지해 허벅지는 아래에서 위로, 종아리는 앞으로 밀어주는 힘을 가한다. 무릎 관절이 직접 감당해야 할 수직 하중을 로봇 프레임으로 분산하는 것이다. 이를 통해 등산이나 계단을 오르내릴 때 무릎에 가해지는 충격을 최대 150㎏까지 흡수한다.

라스베이거스=김인엽 특파원/박의명 기자 inside@hankyung.com