‘로봇’ 하면 그 종류도 모양도 정말 다양한데요. 영화 속에 나오는 아이언맨의 슈트처럼 생긴 이것 역시 ‘웨어러블 로봇’이라고 불리는 로봇입니다.
▲ ‘LG 클로이 수트봇’을 착용한 작업자가 물류 창고에서 상품을 쇼핑카트로봇에 담고 있는 모습.
웨어러블 로봇이란, 옷처럼 입을 수 있는 로봇 기술을 뜻하는 것으로 최근 의료 공학 분야에서 각광 받고 있는 로봇이죠.
로봇과 웨어러블 로봇이 무슨 관련이냐- 하면,
신체적 불편함이 있는 사람들이 웨어러블 로봇을 입고 일상적인 생활을 하는데 불편함이 없도록 보조하는 것인데요.
▲<사이배슬론 2020>에서 영남대 최정수 교수가 개발한 웨어러블 로봇 ‘워크온슈트 4’를 입고 경기하는 모습. (사진=영남대)
‘사이배슬론*’이라는 경기가 따로 있을 정도로 많은 관심을 받고 있습니다! *사이배슬론 : 인조인간을 뜻하는 ‘사이보그’와 경기를 뜻하는 ‘애슬론’이 더해져 탄생한 것으로, 웨어러블 로봇을 입고 각종 경기를 펼치는 대회이다.
또한 이 웨어러블 로봇은 의료용 뿐만 아니라, 산업용으로도 각광 받고 있는데요.
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무동력형부터 모터 동력형, 스프링 보조형까지 정말 다양하죠?
이러한 산업용 웨어러블 로봇은 작업 부하를 줄이고, 작업자의 피로도를 최소화 할 수 있다고 합니다.
그럼 다시 의료용 웨어러블 로봇으로 돌아와서!
지금까지의 웨어러블 로봇, 그 중에서도 하반신 마비 환자들이 착용하는 로봇은 평지에서 계단으로 올라가거나 서 있다가 앉으려고 할 때 등등
보행 형태가 바뀔 때마다 수동으로 조작*하는 불편함이 있었습니다. *웨어러블 로봇 용 조이스틱이나 스마트폰 어플리케이션을 통해 보행 모드를 직접 조작해줘야 함.
▲ 캐나나 워터루대학은 인공지능과 카메라를 활용해 보행 환경을 인식할 수 있는 외골격 로봇 개발을 추진하고 있다. / 사진=워터루대
그.런.데 최근 캐나다 워털루대의 존 맥피 교수 연구진에 따르면,
AI와 휴대용 카메라를 이용해 웨어러블 로봇이 주변 환경을 스스로 인식할 수 있다고 합니다.
연구진은 사진 분석 능력을 가진 AI 기술에 집중했는데요. 웨어러블 로봇을 다리에 장착한 사람이 걸어다니며 가슴에 매단 휴대폰 카메라로 주변 상황을 촬영하고,
▲ AI와 카메라를 이용한 보행 환경 분석 시스템. AI는 사용자 가슴에 장착한 카메라(왼쪽)가 찍은 영상들(가운데)을 분석해 이동하는지 정지했는지, 계단을 올라가는지 내려가는지 파악하고 다리에 장착한 입는 로봇에 그에 맞는 동작을 하도록 지시한다. / 사진=캐나다 워털루대
이렇게 560만 장의 사진을 확보해 엑소넷(ExoNet)이라는 웨어러블 로봇용 고해상도 사진 데이터베이스를 구축했습니다.
이 데이터베이스 중, AI는 상황 정보가 입력된 92만 3천여 장의 사진을 학습하고 스스로 주변 환경의 차이를 파악했다고 하니, 정말 똑똑한 수재입니다 🤓
즉, 다시 말해 AI가 사진을 보고 학습한 다음 평지인지 계단인지, 아니면 계단을 올라가는지 내려가는지를 알아내는 것이죠!
▲ 출처=유튜브 Brokoslaw Laschowski
철저한 예습 복습 학습의 결과로, 나중에는 처음 보는 영상을 보고 73%의 정확도로 보행 환경을 예측했다고 하는데요.
덕분에 사람은 수동 조작 없이 알아서 로봇의 보행 형태를 바꿀 수 있게 되었습니다.
▲ 사이버다인이 개발한 웨어러블 로봇 'HAL'. (www.cyberdyne.jp에서 캡처)
물론 이전에도 주변 환경을 인식할 수 있는 웨어러블 로봇 개발을 위해 다양한 시도가 있었는데요.
대표적으로 다리에 센서를 부착해 뇌에서 오는 생채 신호를 인식하는 기술이 있었습니다.
하지만 이 기술은 사람의 피부가 건조해지거나 땀이 많아져 습해지면 피부의 전도율이 변한다는 단점이 있었죠.
▲ 사진=워터루대
다행히 이번에 개발된 AI 사진 인식 기술 덕분에 웨어러블 로봇은 한층 더 업그레이드가 되었습니다 🎉
이번 연구를 진행한 워터루대 연구진은 앞으로 환경 분석 소프트웨어의 정확도를 높이는데 힘을 쓰겠다고 밝혔는데요.
낮은 연산 능력과 메모리 용량을 사용해 외골격 로봇이 실시간으로 환경을 분석할 수 있는 소프트웨어를 개발하겠다고 합니다!
또한 엑소넷 연구진은 인공지능 소프트웨어가 보행 환경의 변화에 따라 로봇에게 직접 새로운 명령어를 제시하여 계단을 오르거나 장애물을 피할 수 있을 것으로 기대한다고 밝혔습니다.
요즘들어 버스나 지하철 등의 대중교통을 이용하다 보면 아무리 저상 버스나 리프트가 있다 해도 이런 저런 불편함들이 있다고 하는데요.
웨어러블 로봇이 본격적으로 개발 되고 또 대중화 되어, 많은 분들의 불편함을 해결하고 소중한 일상을 선물해드릴 수 있었으면 좋겠습니다.
불편함을 편리함으로 바꿔주는 오늘의 로봇 기술! AI로 사진을 인식해 편하게 보행 해턴을 바꾸는 자동형 웨어러블 로봇이었습니다 :)
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