‘北목함지뢰’ 김정원 중사 ‘새 다리’를 얻다

한국기계연구원 대구융합기술연구센터 우현수 의료지원로봇연구실장(오른쪽)과 김정원 중사(왼쪽)가 상용 로봇의족 제품을 보며 이야기를 나누고 있다/사진=기계연

지난 2015년 목함지뢰 폭발사고로 오른쪽 발목을 잃은 육군학생군사학교 상명대학군단 김정원 중사에게 특별한 선물이 전달됐다. 한국기계연구원 의료지원로봇연구실 우현수 실장 연구팀이 연구소기업 오대를 설립한 후 첫 상용제품인 ‘스마트 로봇의족’을 전달한 것.


연구팀은 지난해 4월 스마트 로봇의족 기술을 처음 개발했다. 하지만 국내 영세한 의수·의족 산업환경에서 상용화에 한계를 느껴 직접 연구소기업을 설립했다.

연구팀이 개발한 스마트 로봇의족은 기존의 딱딱한 의족과 달리 사람의 발목과 유사한 움직임이 가능하다. 걸을 때 바닥을 차는 힘을 강하게 구현, 훨씬 자연스러운 보행이 가능하다. 착용시 피로와 통증도 줄였다.

연구팀은 상용화를 앞두고 국군의무사령부의 도움을 받아 김 중사의 보행 패턴을 분석하고, 2개월 간의 분석작업 끝에 최적화된 의족을 만들 수 있었다. 김 중사는 착용 첫 날 한 시간의 연습만으로 곧바로 보행 보조기구 없이 스마트 로봇의족을 착용한 채 걸었다는 후문이다. 김 중사는 지난 10월부터 스마트 로봇의족을 착용, 연구팀 임상실험에 협조하고 있다.

김 중사는 “스마트 로봇의족을 착용하면 기존의 의족과 달리 아주 부드러우면서 마치 살아있는 다리 같은 느낌을 준다”며 “기술이 많은 사람들에게 도움이 될 수 있도록 연구개발 과정에 참여할 수 있어 매우 기쁘다”고 말했다.

한국기계연구원 대구융합기술연구센터 우현수 의료지원로봇연구실장 연구팀이 개발하고, 상용화에 성공한 스마트 로봇의족 개념도(왼쪽)와 실제 출시되는 제품 사진(오른쪽) 의족을 착용하고 운동화를 신었을 때 사람의 발목 크기와 유사함을 보여준다/사진=기계연

의족 무게는 기존 개발품 보다 0.45㎏ 더 가벼워진 1㎏ 수준이다. 연구팀은 “발목에 모터구동부와 함께 스프링을 적용, 제품의 무게를 줄일 수 있었다”고 설명했다. 구동 출력은 키워 땅을 차는 힘을 나타내는 토크(Nm)를 세계 최고 제품과 동일한 150Nm까지 구현했다.

갑자기 작동이 멈추는 비상시에도 자연스러운 반동을 구현할 수 있도록 했다. 한 번 충전하면 배터리 교환 없이 최대 4시간 보행이 가능하다. 필요시 여분의 배터리로 교체할 수 있으며 배터리 잔량도 체크할 수 있다. 스마트폰 앱(애플리케이션)과 연동해 로봇의족과 일반 수동의족으로 동작 모드를 변경할 수 있다.

현재 제품 가격은 2000~3000만원 사이로 책정될 예정이다. 약 8000만원 수준인 해외 로봇의족보다 4분의 1 낮춘 가격이다. 연구팀은 “해외에서 로봇의족을 구입하더라도 실제 착용을 위해서는 외국 현지에서 수 개월간 착용자의 보행패턴을 분석하는 과정이 필요하기 때문에 사실상 일반 수요자들은 접하기 어렵다”고 설명했다.

아직 일반인들이 구매하기엔 부담이 큰 가격대이나 이를 낮추기 위해선 우선 현재 국내 보조금(200만원) 지원폭을 높여야 한다는 게 우 실장의 주장이다. 그는 “싸게 보급할 기획도 있지만 중장기적으로는 의료기기 보조금을 상향할 필요가 있다”며 “로봇의족 기관·단체들이 정부에 관련 보조금 확대를 요구하고 있다”고 말했다.

이번 로봇의족 연구에는 충남대학교병원, 국군의무사령부, 의지보조기협회 등이 참여했다. 우 실장은 “로봇기술의 도움으로 외국처럼 국내 많은 절단 장애인들도 다양한 일상생활이 가능해지길 바란다”고 말했다. 2016년 기준 우리나라에는 하지절단 장애인이 2만7000여명에 이른다.