로봇의족·코로나 검사봇 .. "인간·로봇 공존 희망 봤다"

로봇 기술개발 산실, 대전 기계연 가보니..
면봉쥔 검사봇 직접 검체 채취
바이러스 감염위험 획기적 줄여
손동작으로 제어 '로봇의수' 등
"로봇 실용화 기술 더 매진할것"

의료진과 검진자가 접촉하지 않고 원격으로 검체 대상물을 채취할 수 있는 '비대면 검체채취 로봇'.

기계연이 개발한 '발목형 로봇 의족'을 착용한 장애인이 걸음을 걷고 있다.

기계연이 개발하고 있는 '로보틱 휠체어'로, 휠 형상이 표면장력 원리에 의해 변형함으로써 계단 등 장애물을 딛고 이동할 수 있다.

15일 대전 유성구 한국기계연구원 연구14-C동. 이 곳은 사람과 로봇이 공존하는 미래를 만들기 위한 따뜻한 로봇기술 개발의 산실이다.

미래에 사람과 함께 더불어 살아갈 각종 로봇기술이 개발되고, 이를 실증하기 위한 각종 장비들로 가득차 있다. 로봇 의족부터 로봇 의수, 의복형 웨어러블 로봇, 비대면 검체채취 로봇, 인간형 로봇 핸드, 모듈형 모바일 로봇, 자율주행 트랙터에 이르기까지 사회적 가치 실현과 비대면 서비스 제공을 위한 의료용·농업용 로봇개발 연구가 한창이다.

연구동에서 가장 눈에 띈 것은 '비대면 검체채취 로봇'였다. 건강검진 때 키와 몸무게를 동시에 측정하는 장비처럼 생긴 2m 높이의 슬레이브 로봇과 그 옆에 조이스틱와 같은 '마스터 장치', 커다란 디스플레이 화면 등이 설치돼 있다.

검진자가 슬레이브 로봇에 일회용 스왑(면봉)과 면봉통을 꽂고 다가서면 원격으로 의료진이 '마스터 장치' 조작을 통해 검진자의 코 높이에 맞게 면봉을 위치시켜 삽입해 검사 대상물을 채취한다. 의료진은 검진자의 콧구멍과 입 등의 위치를 카메라 영상으로 확인하면서 슬레이브 로봇을 작동할 수 있고, 면봉을 삽입할 때의 힘을 제어할 수 있어 상처를 내지 않고 검체 채취의 정확도와 안전성을 높일 수 있다.

서준호 기계연 박사는 "비대면 검체 채취 로봇에는 병렬로봇의 원격제어 기술이 적용됐고, 360도 회전과 상하좌우 방향으로 움직일 수 있는 다자유도 로봇기술을 통해 검체 대상물을 채취할 수 있다"며 "원래는 원격 초음파 진단을 위한 로봇으로 개발하던 중 지난해 코로나19 팬데믹 이후 환자 접촉에 따른 의료진의 2차 감염 발생을 막기 위해 개발하기 시작했다"고 설명했다.

현재 이 로봇은 민간 기업에 이전돼 시제품으로 제작됐으며, 식약처 인증을 진행하고 있다.

그 옆에는 장애인을 위한 로봇기술로 무릎형 로봇의족과 로봇 의수가 눈길을 끌었다. 무릎형 로봇의족은 기계연이 2017년 개발한 '발목형 로봇의족'에 이어 후속 연구를 통해 개발한 것이다. 단순히 체중을 버티는 것이 아니라 다양한 보행환경을 인식해 상황에 최적화된 움직임과 힘을 능동적으로 구현해 보다 자연스러운 보행과 다른 관절에 주는 과부하를 줄일 수 있다.

지난해 국가보훈처와 협력해 국가유공자에게 발목형 로봇의족을 공급했으며, 현재는 중앙보훈병원, 충남대병원 등과 협력해 실사용 환경 개선 테스트를 진행하고 있다.

사람의 손과 비슷한 로봇 의수도 국내 최초로 시작품 개발을 마쳤다. 로봇의수는 국내에서 개발한 의수 중 가장 가벼우면서 물체의 형상에 맞춰 손가락 형태가 변화한다. 또한 근육에서 발생하는 전기신호를 분석해 착용자가 원하는 손동작으로 로봇의수를 제어할 수 있다.

연구팀은 경북대 의대와 임상시험을 통해 손목 기능을 추가 개발한 뒤, 2025년까지 상용화할 계획이다.

아울러, 실처럼 가는 형상기억합금을 옷감처럼 직조해 만든 신개념 웨어러블 로봇인 '근육 옷감'은 장애인과 같은 신체적 약자와 택배나 건설 현장 등 고강도 신체 노동자의 근력을 보조해 준다. 이와 함께, 바퀴 휠 형상의 표면 변형을 통해 장애인이 계단 등 장애물을 극복하면서 이동할 수 있는 세그웨이 형태의 '로보틱 휠체어' 개발을 추진하는 등 따뜻한 로봇기술 개발에 주력하고 있다.

박찬훈 기계연 혁신로봇센터장은 "그동안 확보한 로봇 관련 단위 원천기술의 유기적 융합을 통해 사람과 로봇이 공존하는 미래를 위한 따뜻한 로봇기술 개발에 연구 역량을 모으고 있다"며 "연구 협력의 폭을 넓히고, 실용화 기반을 다져 미래 로봇사회 구현에 앞장서겠다"고 말했다.

글·사진=이준기기자 bongchu@dt.co.kr