걷기와 계단 오르기 등 특정 동작에 국한되지 않고 모든 신체활동에 적용이 가능해 고령층의 근감소증이나 재활인의 활동, 보행장애 개선 등이 도움을 줄 전망이다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 근육에서 발생하는 근활성 신호에 전기자극을 줘 착용자가 원하는 대로 관절을 움직이게 하는 '보행보조시스템'을 개발했다고 23일 밝혔다.
원하는 근육 위치에 패치를 붙이고 활동하면 시스템이 사용자의 동작 의도를 파악한 뒤 자연스럽게 동작을 제어해 자유도가 높고 편한 활동이 가능하다.
근육 신호로부터 실시간으로 사용자의 의도를 알아내 사용자별로 적합한 미세한 전기 신호(5~35mA)를 근육에 줘 운동을 보조할 수 있다.
신체에서 실시간으로 측정되는 복잡한 근육의 활성 신호로부터 빠르게 동작 의도를 감지한 뒤 그에 맞는 전기 신호를 보냄으로써 정밀하면서도 자연스러운 보행 등 운동을 보조하는 셈이다.
연구진은 신체활동 보조 효과를 알아보기 위해 고령인을 대상으로 하지 근육 8곳에 시스템을 부착한 뒤 삼육대와 위탁연구를 통해 보행 기능 개선을 위한 탐색 임상 시험을 2년간 진행했다.
그 결과 걷거나 계단을 오를 때 '신체기능평가 점수'(SPPB)가 처음보다 평균 5.9% 상승했다. 계단 오르기의 경우 활동에 필요한 대사 에너지가 8.3% 정도 감소했고 평지 보행에서는 보행 속도가 13.2% 빨라지는 등 보행 개선 효과를 뚜렷하게 확인했다.
고령인들의 활동성을 높여 건강한 생활을 돕는 것은 물론 재활이나 근육 강화를 위한 헬스 및 홈트레이닝 등 다양한 분야에 활용이 가능할 것으로 연구진은 내다봤다.
연구진은 근육 관련 임상 데이터 등을 모아 완성도를 높인 뒤 관련 업체에 기술 이전을 추진해나갈 참이다. 와이어 구동 등 다른 근력 증강과 보조 방식 등을 복합적으로 이용하는 연구도 진행 중이다.
ETRI 신형철 휴먼증강연구실장은 "늘어나는 고령자와 장애인들의 재활을 도와 사회 활동을 증가시키는 데 기여하길 바란다"며 "향후 상용화를 위해 개발한 모듈 경량화와 인공 근육과 함께 활용할 방안도 연구할 계획"이라고 밝혔다.