“휴머노이드보다 먼저 온다”… 일상 스며드는 ‘입는 로봇’

웨어러블 로봇, 현실적 대안 주목

KAIST, 덩굴형 로봇 의류 기술 공개

산업·농업 현장서도 활용 범위 확대

인간의 신체적 한계를 보완하고 작업 효율을 극대화하는 ‘웨어러블(착용형) 로봇’이 산업과 의료 현장, 일상 헬스케어 등 우리 삶 전반으로 빠르게 활용 범위를 넓히고 있다. 사람을 완전히 대체하는 휴머노이드보다 사람의 능력을 확장해주는 웨어러블 로봇이 상용화 속도 및 비용 측면에서 현실적인 대안으로 주목받는 양상이다.

공기 넣으면 알아서 입혀져

22일 학계와 외신 등에 따르면 한국과학기술원(KAIST)과 미국 스탠퍼드대 공동 연구진은 최근 공기압을 이용해 담쟁이덩굴처럼 사람 몸을 감싸면서 자동으로 옷을 입히는 ‘덩굴형 로봇 의류’ 기술을 공개했다. 해당 연구는 로봇 분야 최고 권위의 학술지 중 하나인 ‘IEEE RA-L’에서 최우수 논문상을 받았다.

덩굴형 로봇은 옷 안쪽에 내장된 유연한 구조물에 공기를 주입하면 끝부분부터 식물이 자라나듯 팽창해 신체를 타고 올라가며 옷감을 끌어올리는 소프트 로봇이다. 사용자가 가만히 서 있지 않는 상태에서도 약 10초 만에 전신 슈트를 착용할 수 있으며 재킷, 바지 등 다양한 형태·소재의 의류에 적용이 가능하다. 류지환 KAIST 건설및환경공학과 교수는 로이터 통신과의 인터뷰에서 “덩굴형 로봇은 좁은 틈을 통과할 수 있고 스스로 주변 환경이나 형태에 맞춰 적응한다”며 “표면이 미끄럽거나 끈적이고 경사진 환경에서도 제약 없이 이동 가능한 것이 특징”이라고 말했다.

덩굴형 로봇은 특수 작업 환경에서 활용도가 높을 것으로 보인다. 방진복 착용이 필수적인 반도체 생산라인 클린룸에 이 로봇 기술이 도입될 경우 준비 시간을 단축하고 오염 가능성을 줄일 수 있다. 응급 의료 현장에서 의료진의 보호복 착용 신속성을 높이는 것은 물론, 거동이 불편한 노인이나 장애인 돌봄 서비스에도 적용이 가능하다.

생산성·안전 다 잡는다

웨어러블 로봇이 주목받는 배경에는 고령화와 산업 현장의 인력 부족 현상이 자리한다. 완전한 휴머노이드 시대에 앞서 사람의 움직임을 보조해 능력을 확장해주는 웨어러블 로봇이 ‘1인 1 로봇 시대’를 앞당길 현실적인 해법으로 부상하고 있는 것이다. 인공지능(AI) 기반 동작 제어 기술과 경량 소재, 배터리 등이 빠르게 발전하면서 착용감과 활용성도 크게 개선되는 추세다. 팔과 허리, 다리 등 특정 신체 부위의 힘을 보조하는 외골격 장치(엑소스켈레톤)가 대표적이며, 최근에는 의류처럼 입거나 몸을 감싸는 소프트 로봇이 등장하고 있다.

기업들은 근로자의 생산성을 높이고 산업재해를 줄이려는 목적에서 웨어러블 로봇 도입을 확대하는 중이다. 대표적인 산업용 웨어러블 로봇으로 현대자동차그룹이 2024년 처음 선보인 ‘엑스블 숄더’가 있다. 조끼처럼 어깨에 걸쳐 입는 형태로, 양쪽 팔 부분에 연결된 로봇 암이 팔의 움직임을 따라간다. 무게는 1.9㎏로 가볍고, 배터리나 모터 없이 ‘근력보상 모듈’로 보조력을 내는 방식으로 별도 충전이 필요 없는 것이 특징이다.

엑스블 숄더는 사용자가 팔을 들어 올릴 때 최대 2.9㎏f(킬로그램포스)의 보조력을 제공한다. 작업자가 느끼는 팔의 무게를 최대 60%까지 줄여준다. 이미 현대차 현대트랜시스 현대로템 대한항공 등 다양한 산업 현장에서 엑스블 숄더를 활용하는 중이다.

일상으로 영역 넓히는 착용 로봇

농협 창업농지원센터는 올해 초 과수 재배 청년 농업인의 신체 부담을 덜기 위해 웨어러블 로봇 지원 사업에 나섰다. 위를 올려다보는 작업이 많은 복숭아 포도 사과 등 5가지 작목 재배 환경에서 엑스블 숄더를 사용하면 어깨 근육 사용량이 평균 33% 감소한 것으로 나타났다.

위로보틱스의 보행 보조용 웨어러블 로봇 '윔 S(WIM S)'를 착용하고 조깅하는 모습. 위로보틱스 제공

일상에서 활용 가능한 로봇도 속속 등장하고 있다. 삼성전자 로봇 개발팀 출신 엔지니어들이 2021년 설립한 기업 위로보틱스는 웨어러블 로봇 ‘윔(WIM)’ 시리즈로 2024년부터 올해까지 3년 연속 ‘CES 혁신상’을 수상했다. 윔은 허리에 밴드를 감고 양 허벅지에 로봇 구동기를 장착하는 외골격 형태 로봇이다.

사용자의 상황에 맞춰 에어, 등산(오르막·내리막), 케어, 아쿠아 등 4가지 모드 선택이 가능하다. 에어모드는 평지 보행 시 착용자의 대사 에너지를 약 20% 절감해주며, 등산 내리막 모드에서는 발을 내딛는 다리를 지지해 충격 하중을 최대 22% 감소시킨다.

출처: 국민일보 양윤선 기자