기계연, 힘 필요한 신체 부위에 쉽게 붙여 쓰는 근육옷감 개발
- 21-04-14
택배-돌봄노동부터 재활훈련까지…근력보조 로봇 슈트
연구팀은 스파이더맨의 슈트처럼 가볍고 부드러우며, 근육처럼 스스로 힘을 낼 수 있는 의복형 웨어러블 로봇을 만들기 위한 근육옷감을 직조했다.
먼저 머리카락 1/2보다 가는 40㎛ 굵기의 형상기억합금을 스프링 형태의 실로 만들어 옷감을 짜듯 직조했다.
이 근육옷감은 실제 옷감처럼 자르거나 접을 수 있고, 힘이 필요한 신체 부위에 붙이기만 하면 쉽게 근력을 보조받을 수 있다.
형상기억합금으로 만든 이 근육옷감은 손바닥 크기의 무게가 6.6g으로 종이컵 하나 정도에 불과하다.
우리 몸의 근육이 움직일 때 수축과 이완을 반복하듯이 이 옷감도 머리카락보다 가는 형상기억합금에 전류가 흐르면 근육처럼 수축하며 힘을 낸다.
이때 힘은 자체 질량의 1500배에 달하는 10㎏을 들어 올릴 수 있는 정도다.
연구팀은 실제 다리나 팔의 근육 위치에 근육옷감을 부착하고 앉았다 일어서기, 계단 오르기, 무거운 짐 들기 등의 동작을 보조하는 실험을 수행했다.
한국기계연구원 박철훈 박사 연구팀이 개발한 근육옷감을 바지위에 붙이면 의복형 웨어러블 로봇으로 변신한다. 근육옷감은 필요할 때, 필요한 부위에 부착하여 ‘입는 근육’으로 활용할 수 있다.(기계연 제공) © 뉴스1 |
그 결과, 평소 사용하던 근력의 50% 만으로도 같은 동작이 가능한 것을 확인했다.
또, 형상기억합금을 스프링 실 형태로 만들어 근육옷감으로 직조하는 데 성공한 만큼 기존의 직조기를 이용한 대량생산도 가능할 전망이다.
연구팀은 향후 직조 근육옷감 및 이를 적용한 근력 보조 의복형 웨어러블 로봇의 기술이전을 추진할 방침이다.
또, 직조용 형상기억합금 스프링 실의 굵기를 지금보다 더 가늘게 만드는 등 직조 근육옷감의 성능을 향상하기 위한 연구를 지속할 계획이다.
박철훈 책임연구원은 “이 직조기술을 적용하면 웨어러블 로봇 제조공정 경제성을 크게 개선할 수 있는 만큼 로봇산업부터 섬유, 패션산업까지 다양한 신산업 창출도 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.
기사제공=뉴스1(시애틀N 제휴사)
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