DGIST, 로봇 의족 제어 신기술 개발

이상훈 교수팀, "하지 절단 환자의 삶의 질 향상 기대"

DGIST 로봇 및 기계전자공학과 이상훈(왼쪽) 교수와 박재우 석박사통합과정생이 연구 내용을 논의하고 있다. DGIST 제공.

왼쪽부터 DGIST 로봇 및 기계전자공학과 이상훈 교수와 박재우 석박사통합과정생. DGIST 제공.

보행 중인 절단 환자의 근전도 신호를 로봇 의족에 안정적으로 무선 전송해 제어를 강화하는 신기술이 대구경북과학기술원(DGIST) 연구팀에 의해 개발됐다.

DGIST 로봇 및 기계전자공학과 이상훈 교수팀은 무감각성(imperceptive) 표면 근전도 센서(Surface Electromyography Sensor)를 개발했다고 8일 밝혔다. 연구팀이 개발한 센서는 하지 절단 환자의 의도에 맞게 로봇 의족을 제어할 수 있는 중요 장치다. 향후 절단 환자의 의도를 반영한 로봇 의족 구동을 통해 재활 및 삶의 질 향상에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.

DGIST 이상훈 교수팀은 미세 전자 제어 기술(Microelectro Mechanical System)을 통해 형성되는 생체인터페이스인 '무감각성 표면 근전도 센서'를 개발했다. 연구팀이 개발한 무감각성 표면 근전도 센서는 서펜타인 구조를 모방해 유연성과 신축성을 지님과 동시에 통기성과 접착성을 확보해 다양한 절단 환자의 환부에 적용하는 등 장기간 반복적으로 사용할 수 있다. 또한, 무선 모듈과 결합해 로봇 의지(義肢)와 소켓, 실리콘 라이너를 착용한 상태로 보행 시 발생하는 실시간 신호를 확보할 수 있다.

DGIST 이상훈 교수는 "해외뿐 아니라 국내에도 생각보다 절단 환자가 많지만, 사용자의 의지가 반영돼 제어가 가능한 의족이 없어 일상생활에 제한이 많다"며 "이번 연구 결과를 바탕으로 향후 인체의 사지와 같은 감각과 운동 기능이 구현 가능한 바이오닉 사지(Bionic limbs)를 개발, 절단 환자들이 모든 일상생활을 편안히 누릴 수 있게 하고 싶다"고 말했다.

한편, 이번 연구는 범부처전주기의료기기개발사업단의 '양측 하지 절단환자 적용 가능한 스마트 전자제어식 하지의지 제품 및 핵심부품 국산화 개발' 과제 지원을 통해 서울아산병원 성형외과팀, 휴고다이나믹스와 공동 연구했다. 연구 결과는 재료과학 및 융합연구 분야의 우수 학술지인 'npj Flexible Electronics'(JCR IF 14.6)에 게재됐다.