▲ 실처럼 가는 형상기억합금 스프링을 직조한 근육옷감

국내 연구진이 입는 로봇을 제작할 수 있는 근육옷감 직조기술을 개발했다. 이 옷감은 실제 섬유처럼 부드럽고 가벼워 힘이 필요한 곳에 부착 시 간단하게 근력을 보조 받을 수 있다.  이에 따라 택배노동부터 돌봄노동, 건설노동과 같이 고강도의 노동부터 근육을 사용하기 힘든 이들을 위한 재활훈련까지 사용 가능할 전망이다.

과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)은 첨단생산장비연구부 로봇메카트로닉스연구실 박철훈 책임연구원이 얇고 가벼운 근육옷감을 직조하고 이를 이용해 의복형 웨어러블 로봇을 만드는데 성공했다고 14일 밝혔다.

연구팀은 스파이더맨의 슈트처럼 가볍고 부드러우면서도 근육처럼 스스로 힘을 낼 수 있는 의복형 로봇을 목표로 했다. 우선 머리카락 절반 보다 가는 40㎛ 굵기의 형상기억합금을 스프링형태의 실로 만들어 옷감을 짜듯 직조했다. 근육옷감은 손바닥 크기로 무게가 6.6g에 불과하다. 근육이 수축과 이완을 반복하듯 이 옷감에도 전류가 흐르면 근육처럼 수축하며 힘을 낸다. 이때 힘은 자체 질량의 1,500배에 달하는 10kg을 들어 올릴 수 있다.

연구팀은 다리나 팔의 근육위치에 근육옷감을 부착하고 앉았다 일어서기, 계단 오르기, 무거운 짐 들기 등 동작을 보조하는 실험결과, 평소 사용하던 근력의 50%만으로도 같은 동작이 가능한 것을 확인했다.

형상기억합금을 스프링 실 형태로 만들어 직조하는데 성공한만큼 기존의 직조기를 이용한 대량생산도 가능하다. 연구팀은 근력보조 의복형 로봇의 기술이전을 추진하고 성능 향상 연구도 지속할 계획이다.

박철훈 책임연구원은 “근육옷감은 다양한 근로자 작업환경 개선을 위한 로봇 분야 뿐 아니라 착용형 재활기기 등 헬스케어 분야까지 적용 가능한 원천기술”이라며 “로봇산업부터 섬유, 패션산업까지 다양한 신사업 창출도 가능할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편, 본 연구와 관련 국내특허 7건 및 해외PCT특허 2건이 출원되었으며 본 연구는 산업통상자원부의 ‘알키미스트 프로젝트’의 지원을 받아 수행되었다.