우리대학 기계로봇에너지공학과 이진우 교수와 미국 조지아공과대학 여운홍 교수가 사용자 의도대로 움직이는 착용 로봇을 개발했다. 공동연구진이 개발한 외골격 로봇은 사용자의 근전도 신호를 인공지능으로 분석하고 사용자의 상체 움직임 의도를 미리 예측해 상체 근력을 보조하는 역할을 한다. 착용 로봇은 뇌졸중과 노화로 근신경운동장애를 겪고 있는 환자가 기능적 독립성을 회복하는 데 도움을 줄 것으로 예상된다.
연구진은 몸에 부착해 근전도 신호를 측정할 수 있는 바이오패치를 자체 개발했다. 근전도(Electromyography)란 근육의 수축과 이완 중에 발생하는 전기적 활동을 기록한 것이며, 연구진이 개발한 바이오패치는 상체 근전도 신호를 수집하고 딥러닝 기술을 활용해 사용자가 어떤 상체 움직임을 보일지 평균 200-250밀로 초 안에 예측한다. 바이오패치를 통해 파악한 사용자의 상체 움직임 의도는 유압 기반 착용형 로봇에 전달돼 사용자의 상체 움직임을 보조한다. 착용형 로봇은 입지 않았을 때와 비교하면 평균 5.15배의 근력 보조를 할 수 있는 것으로 확인됐다.
이진우 교수는 “이번 연구는 인공 지능, 바이오 전자, 로봇을 통합한 우수한 사례”라며 “앞으로 더욱 더 활발한 연구 활동을 통해서 인류의 편의성에 이바지할 계획”이라며 각오를 밝혔다. 한편, 이번 연구는 국제학술지 NPJ Flexible Electronics 2024년 2월 온라인 게재됐다. (논문명: Intelligent upper-limb exoskeleton integrated with soft bioelectronics and deep learning for intention-driven augmentation)