[대학저널 황혜원 기자] 중앙대학교(총장 박상규) 기계공학과 신동준 교수 연구팀은 ‘사이배슬론 2020’의 장애인 재활로봇자전거 종목에 최초 출전해 우수한 성과를 거뒀다고 16일 밝혔다.
사이배슬론은 4년마다 열리는 세계 재활로봇 올림픽으로 2016년 취리히에서 시작됐으며, 올해는 지난 13~14일 KAIST에서 열렸다.
신 교수팀은 김정엽 서울과기대 교수, 박기원 인천대 교수, 양은주 분당서울대병원 교수와 함께 2018년 ‘BeAGain’이라는 팀을 구성하고 이번 대회에 처음 출전하였다.
BeAGain팀은 2.5년이라는 짧은 개발, 훈련시간을 거쳐 이번 대회에 처음으로 참가해 3분 53초의 기록을 달성했다. 6개 팀만이 완주했는데, 최초로 출전한 팀 가운데서는 유일하게 완주에 성공했다. 최종 5위를 기록하면서 20년 이상 장기간 연구를 수행해 온 국가들과 대등한 결과를 얻었다. 1등은 네덜란드, 2등은 영국, 3등은 직전 대회 챔피언인 미국, 4위는 주최국인 스위스가 차지했다.
또한 BeAGain팀은 재활자전거 연구가 거의 전무한 상황에서 출전한 것으로 재활로봇자전거 종목 참가 국내 최초 사례가 됐다. 재활로봇자전거 종목은 하반신을 전혀 움직일 수 없는 장애인이 스스로 1200m의 트랙을 완주하며 가장 빠른 주행 시간을 겨루는 경기다.
이번 대회는 당초 스위스에서 개최될 예정이었지만 코로나19로 트랙이 아닌 스마트 트레이너에 거치해 기록을 측정하는 방식으로 대회의 형식과 규정이 변경됐다. 공식 심판과 대회 조직위 담당관의 감독 아래 온라인으로 개최됐다.
자전거를 주행한 김영훈 선수는 2016년 다이빙 사고로 장애를 얻고 2018년 9월 BeAGain팀에 합류했다. 대전에서 근무하며 주말 및 저녁 시간을 활용해 훈련을 병행해 왔으며, 대회 당일 본인의 최고 기록을 경신했다.
BeAGain팀의 AI로봇자전거는 인공지능 알고리즘으로 장애인의 근육상태를 판단하고, 손상된 운동신경을 대신해 최적의 근육수축신호를 생성함으로써 모터 등의 외부 동력 보조가 없이 장애인 본인의 근육으로 주행할 수 있도록 개발됐다.
다른 종목과 달리 장애인의 근육을 통해서만 동력을 낼 수 있기 때문에 로봇 알고리즘이 만든 근육자극신호에 사람이 적절히 반응하지 못한다면 단 1m도 움직일 수 없다.
연구팀의 기술은 자전거의 주행보조에 최초 적용이 됐지만, 하체뿐 아니라 상체를 이용한 다양한 일상 활동 및 서비스에 확장될 수 있다. 기존의 외골격 로봇과는 달리 무거운 모터 및 배터리 등을 쓰지 않고, 장애인 본인의 근육이 직접 운동을 하도록 해 근육량을 늘리고, 신체 기능의 퇴화를 막을 수 있다.
근육자극장치가 내장된 레깅스 같은 의복의 형태이므로, 겉보기에 거추장스럽지 않고, 장시간 입어도 덜 불편하고, 혼자 착용이 가능하다. 근력의 보조가 필요하거나 재활이 필요한 일반인의 다양한 활동에 확장해서 적용할 수 있다.
신 교수는 “첫 출전인데다가 준비의 시간이 길지 않았으나, 선수 및 모든 연구원의 열정적인 참여로 매우 의미있는 결과를 얻었다”며 “마비 환자뿐 아니라 근력 보조가 필요한 노약자 및 일반인에게도 적용이 가능한 스마트 모빌리티로 연구를 확대할 계획”이라고 말했다.
[저작권자ⓒ 대학저널. 무단전재-재배포 금지]
