전기로 근육 자극해 쉽게 걷는다

ETRI, 모든 신체 활동 보조 가능… 재활, 헬스케어에 활용 전망

고령인을 대상으로 ETRI 연구진이 개발한 보행보조시스템을 착용한 뒤, 임상 실험을 진행하고 있다. ETRI 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 전기로 근육과 관절을 제어해 일상 활동과 근육 발달을 돕는 기술을 개발했다. 걷기, 계단 오르기 뿐만아니라 모든 신체활동에 적용이 가능하다. 고령인의 근감소증이나 재활인의 활동, 보행장애 개선에 도움이 될 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 착용자가 원하는 대로 관절을 움직이게 하는 보행보조시스템을 개발했다고 23일 밝혔다. 원하는 근육 위치에 패치를 붙이고 활동하면 시스템이 사용자의 동작 의도를 파악, 자연스럽게 동작을 제어해 편한 활동이 가능하다.

보행보조 시스템은 데이터를 얻고 연산 및 전기 신호를 지시하는 17 x 6cm 크기의 패치와 근육신호를 센싱하는 센서 및 전기자극 모듈, 컨트롤러 등으로 구성돼 있다.

현재는 원하는 위치에 부착할 수 있는 전극이 선으로 연결돼 있다. 향후 상용화 시 무선으로도 가능하다. 무게 또한 배터리를 포함해 약 950g으로 매우 가볍고 패치도 레깅스를 입어 가릴 수 있을 정도로 부피가 크지 않아 착용에 부담이 없다.

연구진은 삼육대학교와 위탁연구를 통해 고령인을 대상으로 보행 기능 개선을 위한 탐색 임상 시험을 2년간 진행했다.

실험 결과, 걷거나 계단을 오를 때 신체기능평가 점수가 향상됐고 근육 사용률이나 활동에 필요한 에너지가 줄었다. 또 보행속도 증가, 근육량 증가, 지면 반발력이 뚜렷해지면서 보행이 더욱 정상화되는 개선 효과가 있었다.

연구진은 여러 복잡한 근활성 신호 중 자발근 활성신호를 검출하는 정확도를 98%까지 향상시키는 알고리즘을 개발하면서 성과를 낼 수 있었다고 설명했다.

ETRI 연구진이 개발한 보행보조시스템 구성 부품. ETRI 제공

고령인들의 활동성을 높여 건강한 생활을 돕는 것은 물론, 재활 이나 근육 강화를 위한 헬스 및 홈트레이닝 등 다양한 분야에 활용될 것으로 전망된다.

ETRI 신형철 휴먼증강연구실장은 "늘어나는 고령자와 장애인들의 재활을 도와 사회 활동을 증가시키는 데 본 기술이 기여할 수 있으면 좋겠다.

향후 상용화를 위해 개발한 모듈 경량화와 인공근육과 함께 활용할 방안도 연구할 계획"아라고 밝혔다.

연구진은 운동상황 및 근육 관련 임상 실험 데이터를 모아 완성도를 높여 관련 업체에 기술 이전을 추진해나갈 예정이다.

또한, 와이어 구동 등 다른 종류의 근력 증강 및 보조 방식 등을 복합적으로 이용하는 연구도 진행하고 있다.

[e-mail] 김만기 기자