중앙대, 하지마비 장애인 주행 가능한 `AI 로봇자전거` 개발

[이데일리 신중섭 기자] 중앙대는 신동준 기계공학과 교수 연구팀이 김정엽 서울과학기술대 교수, 박기원 인천대 교수, 양은주 분당서울대학교병원 교수와 함께 하반신 마비 장애인도 주행할 수 있는 로봇 자전거 `ImProB`를 개발하고 `사이배슬론(Cybathlon) 2020`에 출전할 선수를 공개했다고 밝혔다.

로봇자전거를 타고 트랙주행 훈련 중인 김영훈 중앙대 선수(사진=중앙대)

ImProB는 사이배슬론 2020 출전을 위해 개발된 로봇 자전거다. 인공지능 알고리즘을 통해 장애인의 근육상태를 측정하고 손상된 운동신경을 대신해 최적의 근육 수축 신호를 생성한다. 이에 따라 모터 등의 외부 동력 보조 없이 장애인 본인의 근육으로 주행할 수 있다. 하반신 마비 장애인이 최대 시속 25km로 주행할 수 있으며 근육피로보상 알고리즘을 통해 주행거리를 극대화할 수 있다.

또 생체공학 시뮬레이션을 통해 소프트 웨어러블 수트와 스마트 인터페이스도 개발했다. 인체 공학적 설계를 통해 효율적으로 근육 힘을 전달하고 착용 이질감과 통증을 최소화 하도록 했다.

이번 기술은 기존의 외골격 로봇과는 달리 무거운 모터나 배터리 등을 쓰지 않고 장애인 본인의 근육이 직접 운동을 하게 함으로써 신체 기능의 퇴화를 막고 이동 범위를 확대할 수 있는 것이 특징이다. 근력의 보조가 필요하거나 재활이 필요한 일반인에게도 간편하게 적용할 수 있다.

중앙대팀은 인공지능 알고리즘과 웨어러블 수트 개발, 서울과기대팀은 스마트 인터페이스 개발, 인천대팀은 생체역학 분석, 분당서울대학교팀은 임상자문을 담당했다.

한편 신 교수 연구팀은 BeAGain이라는 팀을 구성해 오는 14일 개최되는 사이배슬론(Cybathlon) 2020의 장애인 자전거 종목에 유일 한국팀으로 참가한다. ImProB를 타고 출전할 대표 선수 김영훈씨는 2016년 다이빙 사고로 장애를 얻은 뒤, 2018년 9월 신 교수 연구팀에 합류했다. 현재 대전에 소재한 공기업에서 근무하며 주말 시간을 활용해 강도 높은 훈련을 병행해 왔다.

신 교수는 “대회 참가 이후 마비 환자 뿐 아니라 근력보조가 필요한 노약와 일반인에게도 적용이 가능한 스마트 모빌리티로 연구를 확대할 계획”이라고 말했다.