"허리 부상 낮추고 근력보조 해준다"…서울대 공대 연구팀, 무동력 가변 신축성 엑소 수트 개발

[뉴스인] 김기현 기자 = 서울대학교 공과대학(학장 차국헌)은 기계공학부 조규진 교수와 기계공학부 윤성식 연구원, 공동저자인 서울대병원 재활의학과 김기원 교수와 서울대 체육교육과 안주은 교수 공동연구팀이 착용자의 리프트 동작을 부상 위험이 낮은 스쿼트 형태로 유도하는 무동력 가변 신축성 엑소 수트 개발에 성공했다고 26일 밝혔다.

이 성과는 엑소 수트를 이용해 사람의 근력 보조와 더불어 동작 패턴 개선에 대한 가능성을 제시한 연구로 인정받아 저명한 국제 저널인 사이언스 로보틱스(Science Robotics)에 25일 자로 게재됐다.

무거운 물체를 들어 올리는 작업은 허리에 많은 부담을 가하고 부상을 유발할 수 있기 때문에 부상 예방을 위해 많은 작업장이나 체육관에서는 등을 숙이는 스툽 동작(stoop lifting) 대신 무릎을 구부려서 물체를 들어 올리는 스쿼트 동작(squat lifting)이 권장된다. 하지만 인체 구조상 사람들은 스툽 동작을 더 편하게 느끼고 이것이 습관화돼 있는 경우가 많기 때문에 리프트 동작 교정을 위해서는 오랜 훈련이 동반돼야 한다. 지금까지 자세 교정에 사용된 착용형 장치들은 대부분 허리를 움직이지 못하게 고정하고 압박하는 선에서 그쳤다. 하지만 안전한 리프트를 위해서는 등, 고관절, 무릎 등 다수의 관절들을 일사불란하게 움직여서 사람에게 바람직한 스쿼트 동작을 유도할 수 있는 착용형 장치가 필요하다.

이에 조규진 교수 연구팀은 착용자가 취하는 동작에 따라서 신축성이 변화하는 엑소 수트를 세계 최초로 개발했다. 엑소 수트를 개발한 윤성식 연구원은 "이러한 수트의 설계의 핵심은 연구팀이 개발한 신체 구동식 가변 임피던스(Body-powered variable impedance) 기술"이라고 설명했다.

해당 기술로 개발된 엑소 슈트는 원단, 스트랩, 고무줄 등의 유연한 재료로 구성된 전신 슈트이며 동력원이 필요 없다. 착용자가 다리를 펴고 등을 구부릴 때 엑소 슈트는 신축성이 낮아지며 착용자의 스툽 동작을 불편하게 한다. 이때 엑소 슈트는 올바르지 않은 리프트 자세를 억제하는 브레이크처럼 작용한다.

동작이 스쿼트 형태에 가까워질수록 신축성이 높아지고 움직임이 편해지는 이 엑소 슈트는 착용자로 하여금 자발적으로 리프트 동작을 개선하도록 유도하는 효과가 실험을 통해 밝혀졌다. 이전에 엑소 슈트 사용 경험이 없는 10명의 사람들을 대상으로 한 실험에서 10명 중 9명이 슈트를 착용한 직후 리프트 자세가 스쿼트 형태에 가까워지는 방향으로 개선됐다.

연구책임자인 조규진 교수는 "연구팀이 개발한 기술은 추후 다양한 작업과 스포츠에 접목돼 바른 동작을 유도하는 의복으로 발전해 착용자의 역량을 향상시키고 부상을 방지하거나 통증을 완화하는 데에 기여할 수 있을 것으로 기대된다"며 연구의 의의를 밝혔다.