사람 보행 돕는 로보트 개발

2024-06-25 09:48:52

국제학술지 《자연》의 최신호에 발표된 생물의학프로젝트 연구성과에서는 외골격로보트 통제시스템 개발을 가속화하는 일종의 모의기틀에 대해 보고했다. 현실세계에서 외골격 장치의 광범한 응용을 추진하는 데 도움이 될 것이라는 전망이다.

외골격로보트는 인류의 운동을 현저하게 끌어올리고  장애인들의 운동능력을 회복시킬 수 있다. 하지만 현재의 통제의기는 부동한 개체의 수요와 복잡한 인체 운동에 매칭할 때 여전히 도전에 맞띠운다.   통상적으로 대량의 인체 테스트를 해야 하고 수공으로 만들어진 규칙에 의존하는데 이로 인해 광범한 응용이 제한을 받게 된다. 기존의 모의연구에는 통제의기 설계가 포함되지 않았고 인간과 로보트의 상호 작용도 고려하지 않았다. 이는 모의에서 현실세계 응용으로 과도하는 데 난제들을 가져다주었다.

이러한 곤난을 극복하기 위해 미국 노스캐롤라이나 주립대학교의 소호팀은 사람과 장치간에 상호 학습하는 기틀을 개발했다. 이 기틀은 오랜 인체 실험과 인력자원을 필요로 하지 않으며 모의과정에서 인체운동, 근육조화, 외골격 통제의 3개 상호련결 신경망을 생성할 수 있다. 그들은 모형에 대해 수백만차의 모의실험을 해 그것이 인체 이동데이터에서의  학습능력을 검증했다.

현실세계 정경에서 통제의기의 성공률을 테스트하기 위해 연구진은 고관절 외골격을 착용한 사용자에 대해 테스트했다. 사용자가 달리고 걷고 계단을 오를 때에 진행한 테스트에서 그들은 통제의기가 사용자의 대사률을 걸을 때  24.3% 저하시키고 달릴 때는 13.1%, 계단 오를 때는 15.4% 저하시킨다는 것을 발견했다. 이는 총체적으로 통제의기가 부동한 활동에서 사용자를 성공적으로 협조할 수 있음을 표명한다.

연구팀은 현재 여전히 이러한 통제의기의 응용범위를 확장하기 위한 연구를 더한층 해야 하며 보조외골격이 더 많은 개체와 임무에 응용되도록 해야 한다고 표했다.  

  과학기술일보

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