'아차'하면 노인 낙상…따라다니며 균형 잡아주는 로봇 나온다

[이데일리 김범준 기자] 고령화를 넘어 초고령사회를 맞이하면서 노인의 일상 속 안전사고도 늘고 있다. 특히 노인 사고의 절반 이상을 차지하는 낙상(落傷) 예방이 중요해짐에 따라, 안전바와 지지대 역할을 하며 낙상을 방지하는 이동 로봇이 조만간 상용화될 전망이다.

미국 매사추세츠 공대에서 개발 중인 노인 낙상 방지 이동 로봇 ‘E-BAR’ 모습. 연구팀이 (좌상단부터 시계방향으로) 욕조에 들어가거나 나오기, 몸을 구부려 물건 줍기, 균형 잃을 때 몸 잡아주기, 보행 보조, 바닥에서 사람을 일으켜 세우기, 변기에서 전동으로 앉는 자세 전환 기능을 테스트하는 모습.(사진=MIT News)

20일 미국 매사추세츠 공대(MIT) 소식지에 따르면, 로보틱스 연구팀은 노인을 물리적으로 지원하고 낙상을 방지하기 위해 설계한 이동 돌봄 로봇 ‘E-BAR(E-Body Assistance Robot)’를 개발했다.

E-BAR는 사람을 뒤에서 따라다니는 로봇 핸들바 역할을 한다. 사용자는 독립적으로 걷거나 로봇의 팔에 기대어 지지할 수 있다. 로봇은 사람의 전체 체중을 지탱해 일어서거나, 자연스러운 궤적을 따라 들어 올릴 수 있다. 몸이 기울면 로봇 팔 측면의 에어백을 빠르게 부풀려 잡을 수 있다.

해리 아사다 MIT 포드 공학 교수는 “많은 노인들이 낙상 위험을 과소평가하고 번거로운 물리적 보조기구 사용을 거부하거나, 위험을 과대평가하고 운동을 하지 않아 이동성이 저하될 수 있다”며 “균형 장애가 있는 노인들에게 신체를 안정시키기 위해 우리가 디자인한 핸들바는 어디든지 이동해 필요할 때 언제든지 지원한다”고 밝혔다.

아사다 교수팀은 노인을 돕기 위한 다양한 기술과 로봇 보조기를 개발했다. 낙상 예측 알고리즘, 설계된 로봇 및 로봇 워커, 웨어러블, 자가 팽창 에어백, 하네스로 사람을 고정하고 걸을 때 함께 움직이는 로봇 프레임 등 최근 몇 년 동안 여러 자동화 장치를 개발했다.

이동 로봇 E-BAR는 설계 당시 물리적 지원 제공, 낙상 방지, 사람과 함께 안전하고 눈에 띄지 않게 움직이기 등 3가지 작업 수행을 목표로 삼았다. 몸을 묶는 방식인 하네스를 없애고, 사용자에게 더 많은 독립성과 이동성을 제공하고자 했다.

E-BAR를 디자인한 로베르토 볼리 MIT 기계공학과 대학원생은 “대부분의 노인들은 하네스나 보조 장치를 착용하는 것을 좋아하지 않는다”며 “E-BAR는 체중 지지, 보행에 대한 적극적인 보조, 낙상 인지 등 기능을 제공하면서도 사용자가 방해 요인 없이 언제든지 구조물에서 나갔다가 돌아올 수 있다”고 설명했다.

연구팀은 많은 노인 및 간병인들과 인터뷰를 바탕으로 로봇이 문을 통과해야 하고, 사용자가 완전히 걸을 수 있어야 하며, 균형을 잡고 앉은 자리에서 서 있는 자세로 전환을 돕기 위해 체중을 최대한 지탱해야 한다는 등의 여러 설계 요구 사항을 제시했다.

E-BAR는 220파운드(약 99.79㎏)의 무거운 베이스로 구성, 기울어지거나 미끄러지지 않고 평균적인 인간의 체중을 지탱할 수 있도록 최적화했다. 베이스 아래에는 로봇이 필요한 경우 어떤 방향으로든 움직일 수 있도록 전방향 바퀴를 부착했다.

로봇의 바닥에서 뻗어 나가는 관절형 몸체는 18개의 막대를 서로 연결해 만들었다. 접이식 크레인처럼 재구성해 사람을 앉은 자리에서 서 있는 자세로 들어 올릴 수 있고 반대 경우도 마찬가지다. 핸들바가 달린 두 개의 팔이 로봇에서 U자형으로 뻗어 있어 추가적인 지지가 필요한 경우 그 사이에 서서 기댈 수 있다.

로봇 팔은 부드러우면서도 잡기 쉬운 소재로 만든 에어백을 내장해, 충격 시 멍이 들지 않고도 즉시 부풀어 올라 사용자를 붙잡을 수 있다. 아사다 교수팀은 “웨어러블 기기나 하네스를 사용하지 않고 넘어지는 사람을 잡을 수 있는 로봇은 E-BAR가 최초”라고 말한다.

현재 버전에서는 리모컨으로 로봇을 조작할 수 있다. 연구팀은 향후 로봇의 기능 대부분을 자동화해 자율주행으로 사용자를 따라다니며 물리적으로 보조할 수 있도록 할 계획이다. 아울러 좁은 공간에서도 활용할 수 있도록 더 얇고 조작하기 쉽게 장치를 간소화하는 연구도 진행 중이다.