1kg도 안되는 초경량 탄성슈트…고령자 보행속도 14%↑하지근력 40%↑

ETRI가 개발한 초경량 탄성슈트를 입고 충북대병원 의료진과 재활훈련하는 환자. ETRI 제공

국내 연구팀이 일상적인 신체활동을 보조할 수 있는 무게 1kg 이하의 초경량 탄성슈트를 개발했다. 고령자와 재활환자 대상 실험 결과 보행속도는 14%, 하지 근력을 활용해 의자에서 일어나는 동작 수행 능력은 약 40% 향상됐다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 신체 활동을 돕는 텐세그리티(tensegrity) 구조 기반 초경량 착용형 보조 장치를 개발하고 임상시험을 통해 신체 기능 개선 효과를 확인했다고 11일 밝혔다.

텐세그리티 구조는 인장력과 구조적 안정성의 균형을 통해 안정적인 형태를 유지한다. 우산이나 텐트가 가벼운 줄과 뼈대를 기반으로 안정적인 구조를 이루는 것과 유사하다.

연구팀은 척추와 하지 부위를 부드럽게 지지하도록 탄성슈트를 설계했다. 기존 웨어러블 로봇의 무게와 가격, 착용 불편 문제를 해결하기 위해 고안됐다. 사용자의 움직임을 방해하지 않으면서도 효율적인 동작을 유도해 신체 기능이 저하된 사용자의 근력과 지구력 등을 강화하는 데 도움을 준다.

텐세그리티 구조 예시와 ETRI 연구팀이 개발한 탄성슈트, 착용 전후 자세변화, 효과 분석 과정. ETRI 제공

신호철 ETRI 휴먼증강연구실 책임연구원은 "인체 근골격계 구조에서 영감받아 개발한 기술"이라며 "1kg 이하 수동형 제품부터 모터와 인공지능(AI)을 탑재한 능동형 시스템까지 확장 가능하다"고 설명했다.

ETRI 연구팀은 충북대병원 재활의학과와 공동으로 65세 이상 고령자와 신체 장애가 있는 실험 참가자 20명을 대상으로 임상시험을 실시해 탄성슈트의 효과를 검증했다. 착용 전후의 보행속도와 균형, 하지 근력, 심폐 지구력 등 주요 신체 기능을 측정했다.

분석 결과 보행 속도는 약 14% 빨라졌고 물건을 들어 옮기는 데 걸리는 시간은 22%, 계단을 오르내리는 시간은 약 18% 단축됐다. 하지 근력을 반영하는 의자에서 일어나기 동작 수행 능력은 약 40% 향상됐다. 보행거리도 약 9% 증가했다. 착용 효과나 체감 무게, 구조적 안전성 등 착용자의 주관적인 만족도도 높았다.

임상시험을 담당한 공현호 충북대병원 재활의학과 교수는 "탄성 구조가 움직임과 균형을 자연스럽게 지원해 특히 신체 기능이 저하된 고령자에게 두드러진 개선 효과가 나타난다"며 "향후 장애 정도와 체형에 맞춘 디자인을 통해 보조 효과를 최적화할 계획"이라고 밝혔다.

ETRI는 탄성슈트 기술을 바탕으로 노인 재활센터, 주간보호센터, 산업현장 등 현장 실사용 테스트를 준비하고 있다. 상용화를 통해 초고령화 사회의 의료, 돌봄, 노동환경 문제에 기여할 방침이다.

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]