로봇 반바지, 걷는 사람을 지원하다

뮌헨 공과대학(TUM)의 연구원들은 사람들이 더 쉽게 걸을 수 있고 눈에 띄게 적은 에너지를 소모할 수 있는 로봇 바지를 개발했습니다. 그 목표는 허약한 개인, 특히 노인을 더 오랫동안 움직이고 건강하게 유지하는 것입니다.

"반바지로 천천히 걸을 수도 있지만 조깅도 할 수 있습니다." TUM 교수 로렌지오 마시아가 말했다. "우리는 사람들이 더 많이 움직이고 싶어하는 시스템을 개발했습니다. 전기 자전거와 같은 개념이지만 걷기 위한 것입니다."

연구자들의 분석에 따르면, 젊은 사람이 로봇 바지를 입고 언덕을 500m 올라갈 때, 대사 비용으로 알려진 소모 에너지는 도움 없이 걷는 것보다 18% 감소합니다. 평지에서 400m를 걷는 노인의 경우, 10% 이상 감소합니다. 이는 체중을 10~6kg 줄이는 것과 비슷한 효과입니다. 연구자들은 또한 로봇 반바지에 적합한 이름인 WalkON을 생각해냈습니다.

박사과정 학생인 엔리카 트리코미가 서 있는 자세에서 걷는 자세로 전환할 때 허벅지에서 허리띠까지 뻗어 있는 두 개의 얇은 인공 힘줄이 동시에 위로 당겨져 엉덩이 굽힘근의 일부 부하를 덜어줍니다. 힘줄에 부착된 측정 장치가 엉덩이 각도와 속도를 결정합니다. 이 장치는 걷기의 스윙 단계로 전환되는 순간에 모터에 신호를 보냅니다. 노인이든 스포티한 십 대이든 로봇 반바지를 입고 있든 "시스템은 사람이 얼마나 빨리 또는 느리게 움직이는지 인식하고 다리의 해당 무게에 적응하며 그에 따라 개별적인 지지를 제공합니다."라고 연구자는 설명합니다. 그녀의 스마트 로봇 반바지는 사전 설정이 필요 없으며 몇 분 안에 착용하고 사용할 준비가 됩니다. 진정한 플러그 앤 플레이 방식입니다.

건강 요인: 특히 노인에게 유익합니다

참가자들이 작성한 설문지는 강한 통제감을 나타냈으며, 응답자들은 0점(통제 불가능)에서 7점(매우 좋은 통제 가능)까지 7점 척도에서 평균 6점을 훨씬 넘는 평가를 내렸습니다. "노인들이 안전하다고 느끼는 것이 특히 중요합니다." 그의 시스템이 다소 허약하지만 아직 롤레이터가 필요하지 않은 사람들에게 특히 유용하다고 믿는 마시아는 말합니다.

하이델베르크 대학교에서 TUM의 뮌헨 로봇 및 기계 지능 연구소(MIRMI)로 부소장으로 방금 옮긴 이 교수는 노인과 심장이나 폐 질환이 있는 등 질병으로 약해진 사람을 개발 대상 그룹으로 보고 있습니다. "걷기는 신진대사를 개선하는 데 도움이 되며, 이는 질병에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다." 마시아가 말했습니다. 사용자가 더 오래 외출할 수 있다는 사실은 전반적으로 더 이동성이 높고 독립적이게 만듭니다. 이는 삶의 질에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

비전: 여가 시간을 위한 외골격 개발

이미 야외 매장에서 소위 엑소스켈레톤으로 판매되고 있는 시스템과는 달리, 이 시스템은 딱딱한 프레임이 아니라 부드러운 의류입니다. 박사 과정생인 엔리카 트리코미는 "WalkOn은 옷처럼 보이고 전체적으로 작은 배낭보다 크지 않습니다."라고 말합니다. 그녀는 지난 4년 동안 시스템을 현재의 형태로 점진적으로 개발했습니다. 로렌조 마시아 교수는 미래에 사용자가 직접 조립할 수 있는 모듈식 시스템이 만들어질 것이라고 확신합니다. "몇 년 안에 반바지를 사서 모터를 부착하고 케이블 두 개를 꽂을 수 있을 겁니다. 그러면 이 시스템이 산으로 데려갈 준비가 될 겁니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/11/241114125854.htm