입어보지 않고도 '웨어러블 로봇' 착용감 평가한다

ETRI AI로봇UX연구실

연구진이 환자가 직접 웨어러블 로봇을 착용하고 움직이는 상태에서 측정되는 데이터를 분석하고 있다. /사진=ETRI

웨어러블 로봇을 개발할 때 사람이 직접 기기를 착용하지 않고도 성능을 검증하는 기술이 국내에서 나왔다.

ETRI(한국전자통신연구원)는 웨어러블 로봇의 성능과 사용성을 사전에 검증하는 '디지털 휴먼-디바이스 트윈 기반 웨어러블 로봇 통합평가 기술'을 개발했다고 22일 밝혔다.

연구팀은 신경·근골격 보조가 필요한 사용자를 대상으로 사용자의 신체적·인지적 특성을 모델링해 개인별 '디지털 휴먼'을 생성했다. 실제 세계와 똑같은 환경을 가상 세계에 구축하는 기술을 '디지털 트윈'이라고 하는데, 같은 원리로 사람의 신체와 구조와 움직임을 가상 환경에 구현한 인간 모델은 '디지털 휴먼'이다.

이어 디지털 휴먼과 웨어러블 디바이스를 가상 환경에서 정밀하게 연동해, 몸과 웨어러블 로봇 간 상호작용을 시뮬레이션했다. 이 과정에서 로봇 착용감, 사용성 등을 평가했다. 아울러 이 결과를 설계에 즉시 반영할 수 있는 평가 체계를 구축했다.

실제 부산대병원 글로컬임상실증센터에서 실제 환자를 대상으로 진행한 실험에서 디지털 휴먼 평가 시스템의 성능은 '공인 타당도 상관계수 0.6' 이상인 것으로 나타났다. 상관 계수가 0.6 이상이면 기존 평가 방법과 '높은 상관관계'가 있다고 본다. 실제 사람이 웨어러블 로봇을 입고 사용성을 평가할 때와 결과 측면에서 큰 차이가 없기 때문에, 신뢰할 만한 대안이 된다는 뜻이다.

기술을 적용하면 대규모 피험자를 모집해 반복적으로 착용 실험을 진행해 온 기존 평가 과정을 대폭 줄일 수 있을 것으로 보인다.

기술을 총괄한 김우진 ETRI AI로봇UX연구실 박사는 "다양한 사용자 특성을 가상에서 조합·검증하면 최소한의 임상시험만으로도 최적의 디바이스 사양과 제어 알고리즘을 사전에 도출할 수 있을 것"이라고 했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원의 지원을 받았다.

박건희 기자 wissen@mt.co.kr

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