미국 과학자들이 가장 발전된 형태의 생체역학적 로봇 다리를 개발했다.

미 애리조나대학 전기컴퓨터공학과의 앤서니 루이스 교수와 테레사 클라인 교수가 인간의 다리처럼 에너지 효율이 높으면서 생물학적으로 정교하게 움직이는 로봇 다리를 개발했다.

루이스 교수는 “사람 주변에서 활용될 수 있는 ‘부드러운 로봇’을 만들려고 했다”며 “산업용 로봇에서 비롯된 기존 로봇들은 딱딱한 형태”라고 설명했다.

인간 다리의 절반 크기인 이 로봇 다리는 사람의 걸음걸이를 흉내내기 위해 3가지 구성요소로 이뤄졌다.

첫번째는 센서들이다. 발에 부착된 센서들은 표면 상태를 인식해 컴퓨터가 움직임을 결정할 수 있도록 해준다. 이 로봇 다리는 센서 덕에 인간처럼 가볍게 위아래로 움직이며 걸을 수 있다.

두번째로 인간의 생체구조를 모방한 뼈대와 근육이다. 연구진은 로봇의 뼈대를 사람 하체에 있는 엉덩이, 무릎, 발목 관절을 따라 만들었다. 근육은 끈으로 대신했다.

끝으로 인간 척수의 중추패턴발생기(CPG)의 원리에 따른 전자장치가 실제 움직임을 조종한다.

인간의 척수에는 뇌의 조절 없이도 복잡한 보행을 가능하게 하는 중추가 있는데 이를 CPG라고 한다.

몸의 각 부분이 주변 환경 정보를 모으면 CPG는 그에 따라 근육에 신호를 보낸다.

우리가 따로 생각하지 않아도 걸을 수 있는 이유가 바로 여기에 있다.

루이스는 “이 세 요소를 합쳐 인간과 매우 흡사한 걸음걸이를 구사했다”고 설명했다.

연구진은 앞으로 걸음걸이 통제 능력을 높이기 위해 로봇 다리에 촉각 센서를 추가로 부착하고 시력도 부여할 계획이다.

연구질은 이 로봇 다리가 훗날 척수에 문제가 있어 걸을 수 없는 환자들을 치료하는 데 활용되길 바란다고 밝혔다.

이번 연구는 6일(현지시간) ‘신경공학저널’에 게재됐다.

연합뉴스