독일 뮌헨공과대학교(TUM) 연구진, 손이 마비된 사람을 돕는 부드러운 공압식 장갑 개발
- 연구진은 팔뚝 근육에서 발생하는 전기 신호를 분석해 사용자가 언제 물건을 잡으려 하는지를 예측하는 기술을 적용
- 이 기술은 사고나 신경계 질환으로 손 기능을 잃은 사람들의 재활에 새로운 가능성을 열어줄 것으로 기대됨
- 연구진이 개발한 소프트 핸드 외골격은 특수 제작한 직물 장갑의 바깥쪽에 공기주머니를 부착한 형태
- 총 13개의 튜브를 통해 공기를 주입하면 필요한 부위만 선택적으로 움직여 다양한 물체를 안정적으로 잡을 수 있도록 설계됨
누구나 사용할 수 있는 저렴한 외골격 장갑
- 연구진은 이 장치의 두 가지 뛰어난 점을 설명: ▲근육 신호만으로 사용자의 손동작 의도를 97%의 정확도로 예측하는 기술을 개발 ▲이러한 움직임을 가장 효과적으로 보조할 수 있는 하드웨어 구현
- 또 다른 장점은 가격으로, 사용된 직물은 매우 저렴한 소재기에 누구라도 부담 없이 사용 가능함
- 이번 장갑 개발에는 근위축성 측삭경화증(ALS)* 환자와의 긴밀한 협력이 중요한 역할을 함
* ALS는 운동신경세포가 점차 손상되면서 근육을 움직일 수 없게 되는 신경 퇴행성 질환
4년 만에 다시 포크를 들 수 있게 된 ALS 환자
- 프로젝트가 시작될 당시 환자는 손을 거의 움직일 수 없었지만, 엄지 첫 번째 마디만은 약간 움직일 수 있었음
- 연구진은 이 엄지손가락 근육에서 가장 강한 신호가 발생한다는 점에 착안
- 팔뚝에 부착한 센서가 장무지굴근에서 발생하는 근전도(EMG) 신호를 감지하면, 이를 바탕으로 장갑의 공기주머니가 자동으로 팽창해 손을 움직이도록 설계
- 비록 근육 신호는 매우 약했지만 시스템은 10번 중 9번(90%) 사용자의 의도를 정확히 인식
게임 훈련만 5분… 물건 집는 능력 향상
- 재활에는 간단한 비디오게임도 활용됐으며, 환자는 엄지를 움직여 게임 속 캐릭터를 점프시키는 훈련을 반복
- 연구 결과 단 5분의 훈련만으로도 물건을 집는 능력이 크게 향상되는 것으로 나타남
뇌졸중·신경 손상 환자에도 적용 기대
- 연구진은 뇌졸중 환자 등으로 적용 범위를 넓히기 위해 장갑을 개선 중
- 이번 연구로 심각한 운동 장애 환자도 특수 장갑으로 물건을 집는 기능을 상당 부분 회복할 수 있음을 입증
