힘이 필요해? 옷에 붙이기만해..'근육옷감' 나왔다

기계연, 근육옷감 직조기술 개발, 일상복을 근력보조 로봇 슈트로

국내 연구진이 옷에 부착만 해도 적은 힘으로 더 많은 일을 하는 인공근육을 개발했다. 힘을 내는 신체 부위 옷 위에 붙이기만 하면 기존보다 절반의 힘으로도 같은 일을 할 수 있는 기술이다.택배노동이나 돌봄노동, 건설노동 현장, 재활 훈련 등 다양한 영역에서 활용성이 클 것으로 기대를 모은다.  

한국기계연구원은 박철훈 첨단생산장비연구부 로봇메카트로닉스연구실 책임연구원팀이 근력을 보조할 수 있는 근육옷감을 개발하고 의복형 웨어러블 로봇을 만드는 데 성공했다고 14일 밝혔다. 

착용자의 근력을 향상시키는 웨어러블 로봇은 영화 주인공 ‘아이언맨’처럼 딱딱한 외골격 방식이 주로 개발됐다. 최근에는 일상복처럼 편하게 착용할 수 있는 의복형 웨어러블 로봇에 대한 관심이 커졌다. 

연구팀은 머리카락 굵기의 절반보다 가느다란 40마이크로미터(㎛, 1마이크로미터는 100만분의 1미터) 굵기의 형상기억합금을 스프링 형태의 실로 만들어 옷감을 짜듯 직조했다. 실제 옷감처럼 자르거나 접을 수 있고 힘이 필요한 신체 부위에 맞춰 붙이는 방식이다. 

연구진이 개발한 직조 근육옷감 개요. 전류를 흘리면 이완과 수축이 일어나는 형상기억합금을 활용해 개발했다. 한국기계연구원 제공.

연구팀이 개발한 근육옷감은 손바닥만한 크기의 무게가 6.6g에 불과하다. 이는 종이컵 하나 정도의 무게다. 우리 몸의 근육이 움직일 때 수축과 이완을 반복하듯 전류를 흘리면 형상기억합금이 근육처럼 수축하며 힘을 내는 원리로 작동한다. 이 때 힘은 약 10kg을 들어올릴 수 있는 정도다. 

연구팀은 다리나 팔의 근육에 근육옷감을 부착한 뒤 앉았다 일어서기, 계단 오르기, 무거운 짐 들기 등 동작을 보조하는 실험을 진행한 결과 평소 사용하던 근력의 50%만으로 같은 동작을 할 수 있었다. 

기존 옷감을 만들 때 사용하는 직조기를 이용한 대량생산이 가능한 것도 특징이다. 연구팀은 근육옷감을 적용한 근력보조 의복형 웨어러블 로봇의 기술이전을 추진할 계획이다. 형상기억합금 스프링 실의 굵기를 더 가늘게 만들어 성능을 향상시키는 연구도 지속한다. 

박철훈 책임연구원은 “이번 기술은 택배, 돌봄노동 등 다양한 근로자 작업환경 개선과 가정에서 재활훈련이 가능한 착용형 재활기기 등 헬스케어 분야까지 적용될 수 있다”며 “로봇 산업은 물론 섬유, 패션 등 다양한 신산업 창출도 가능할 것으로 기대된다”고 밝혔다. 

[김민수 기자 reborn@donga.com]