생기원, 1.1㎏ 무릎 보조로봇 개발…"세계 최경량"

한국생산기술연구원은 사용자의 착용 부담을 줄일 수 있는 무게 1.1㎏의 무릎 보조로봇 '에어니'(AirKNEE)를 개발했다고 오늘(9일) 밝혔습니다.

생기원 안범모 수석연구원 연구팀은 부품 수를 줄이고, 고성능 소형 모터를 적용해 세계 최경량 수준의 무릎 웨어러블 로봇을 개발했습니다.

무릎·고관절 보조로봇을 착용하면 보행 시 에너지 소모와 근육 부담을 줄일 수 있어 일부 지방자치단체에서 장시간 이동과 작업이 필요한 환경공무관에게 보급하고 있습니다.

연구팀은 강도 높은 폴리아미드12(PA12) 소재로 프레임을 제작하고, 전장부는 최적화 설계를 통해 3셀 배터리를 탑재했습니다.

구동부에는 작은 크기에도 충분한 힘을 낼 수 있도록 토크(회전력) 밀도가 높은 소형 서브모터를 적용, 기존 2.1㎏ 수준이던 무릎 보조로봇 무게를 절반 가까이 줄이는 데 성공했습니다.

무게를 줄이고도 센서를 활용한 정밀 제어 기술을 통해 보행 지원 성능을 높였습니다.

보행 신호를 실시간으로 인식하는 센서가 발뒤꿈치가 땅에 닿는 순간과 다리를 앞으로 뻗는 순간을 감지, 정확한 시점에 무릎 펴는 동작을 지원해 무릎에서 발생하는 최대 토크의 40% 이상을 보조할 수 있습니다.

(사진=한국생산기술연구원 제공, 연합뉴스)