미 컬럼비아대, '로봇 척추 외골격' 개발척추 측만증 등 척추 기형 교정

미 컬럼비아대, '로봇 척추 외골격' 개발척추 측만증 등 척추 기형 교정

미 컬럼비아대 연구진이 척추측만증 등 척추 기형을 지니고 있는 사람들을 위한 '로봇 척추 외골격(robotic spine exoskeleton)'을 개발했다.   과학 전문매체 ‘사이언스 데일리’에 따르면 컬럼비아대 공학 및 응용과학부 ‘서닐 아그라왈(Sunil Agrawal)’ 교수팀은 척추측만증 등 척추 기형을 교정할수 있는 로봇 디바이스인 ‘로즈(RoSE: Robotic Spine Exoskeleton의 약칭)’를 개발했다. 연구진은 관련 성과를 학술 전문지(IEEE Transactions of Neural Systems and Rehabilitation Engineering) 최신호에 발표했다.   현재 척추 기형을 지니고 있는 사람들은 허리 부분에 차는 지지대(spine brace)를 착용해 척추 기형을 교정하고 있다. 하지만 지지대는 정적인 구조를 채택하고 있고, 센서도 없어 척추의 상태를 정확하게 측정할 수 없다. 착용하고 움직이는데 매우 불편하며 피부와 마찰하면서 심각한 피부 손상을 일으키기도 한다. 이 기술은 개발된 이후 50여년 동안 사용됐으나 기술적으로 진전이 전혀 없었다.       ▲ 로봇 척추 외골격의 개발 단계   이번에 개발된 ‘로즈’는 6자유도를 갖추고 있는 병렬 액추에이터 모듈로 구성되어 있다. 3개의 링이 골반, 흉부 윗부분, 흉부 중간 부분에 위치한다. 전체적으로 12개의 모터에 의해 12자유도를 구현한다. 몸을 비교적 자유롭게 움직일수 있으며 부착된 센서를 통해 척추의 변형 상태를 측정하고 척추의 변형을 교정해준다. 로즈는 3차원 특성을 갖고 있는 척추 부분의 굴곡 등을 감안해 환자의 개별적인 특성을 반영해 설계하는게 가능하다고 한다. 연구팀은 10명의 성인 남성을 대상으로 제품의 성능을 테스트해 사람마다 특징적인 상체 부분의 강직도를 갖고 있다는 점을 발견했다.  연구팀은  이번에 개발된 기술이 척추 기형을 즉각적으로 교정하는 효과보다는 환자들의 상체 부분 강직도를 반영한 척추 지지대의 설계 가능성을 열었다고 지적했다.

 

출처: http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=13708