로봇 휠체어 구성(사진=기계연구원) 

휠체어를 타고 계단으로 오르내릴 수 있는 날이 머지 않을 것으로 보인다.

한국기계연구원 AI로봇연구본부 박찬훈 본부장 연구팀은 장애인의 일상생활을 도울 수 있도록 계단을 오르내리는 ‘계단 등반 모듈’과 일어서서 이동하거나 탑승 상태에서는 눕고 기울이는 등 다양한 자세를 취할 수 있는 '스탠딩 모듈'을 구현한 뒤 두 모듈을 통합한 로봇 휠체어를 개발했다고 5일 밝혔다.

기존에도 계단을 오르는 휠체어와 일어서서 이동할 수 있는 휠체어가 나왔으나 두 모듈을 한 대의 휠체어로 통합한 것은 이번이 처음이다.

계단을 오르고 서서 이동하고, 다양한 자세로 변환하는 기능을 한 대의 로봇 휠체어로 모두 구현해 장애인이 공간적 제약없이 일상생활을 자유롭게 누리는 데 큰 도움이 될 것으로 기대되고 있다.

연구팀은 ‘ㄹ’자 형상 크롤러를 특수 설계하고 휠체어 하부에 장착해 계단을 오르내리는 장치인 계단 등반 모듈을 개발했다. 휠체어의 바퀴에 해당하는 이 크롤러는 평상시에는 휠체어 내부에 감춰져 있다가 필요할 때 하강하는 것이 특징이다.

뿐만 아니라 연구팀은 평행 사변형 구조의 독특한 기구구조와 자중보상기술을 적용해 휠체어에 탑승한 상태에서 일어서고, 눕고, 앉은 채 앞뒤로 기울이고, 좌석 높이 조절까지 5가지 자세로 변환할 수 있는 스탠딩 모듈도 개발했다.

로봇 자체 무게(자중)에 의해 발생하는 필요 토크를 최소화하는 기술인 자중보상기술을 통해 필요 토크를 최대 80%까지 저감했다.

또한, 계단을 오르내리는 동안 ㄹ자 형상 크롤러가 계단 모서리와 디딤판을 동시에 지지하기 때문에 계단 등반 안전성이 크게 향상됐다는 것이 연구팀의 설명이다.

이밖에도 로봇 휠체어에 탑승한 상태에서 다양한 자세로 변환할 수 있어 압력 집중을 해소하고 욕창 방지, 혈액순환 등에도 도움을 받을 수 있는데, 자세를 변환하는 스탠딩 모듈이 휠체어와 일체형이 아닌 독립 모듈 구조라서 다양한 휠체어에 큰 설계변경 없이 쉽게 결합할 수도 있다

박찬훈 본부장은 “이번 로봇 휠체어 기술은 하지 장애인이 기존 장애인을 고려하지 않고 설치된 시설 등을 모두 활용할 수 있도록 도우려는 목적으로 개발됐다”며, “장애인 삶의 질 향상에 기여할 것”이라고 말했다.



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