ETRI, 디지털트윈 기반 웨어러블 로봇 평가 SW 개발…임상도 성공

디지털휴먼-디바이스 트윈 기반 성능·사용성 사전 검증
임상시험 부담 줄이고 개발 기간·비용 절감 기대

[대전=뉴시스] ETRI가 부산대학교병원과 개발한 웨어러블 디바이스 성능평가 기술을 활용해 환자가 직접 웨어러블 로봇을 착용하고 움직이는 상태에서 측정되는 데이터를 분석하고 있다.(사진=ETRI 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 한국전자통신연구원(ETRI)은 실제 사용자가 착용하지 않아도 웨어러블 로봇의 성능과 사용성을 사전에 검증할 수 있는 디지털 휴먼-디바이스 트윈 기반의 웨어러블 로봇 통합평가 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

기존 웨어러블 로봇 개발은 시제품 제작 이후 실제 사용자를 대상으로 반복적인 착용실험을 수행해야 해 시간과 비용 부담이 컸다.

기기를 제작해 사람이 착용하고 시험하는 과정을 수차례 반복해야 했으며 문제발생 시 재설계와 추가 실험이 불가피했다.

이번에 ETRI 연구진은 물리 기반 신경·근골격 디지털 휴먼 트윈과 웨어러블 디바이스 트윈을 연동한 디지털 트윈 기술을 활용한 웨어러블 로봇 통합평가체계를 구축했다.

이를 통해 실제 사람을 대신하는 디지털 휴먼과 실제 기기를 대신하는 디바이스 트윈을 가상 환경에서 결합해 웨어러블 로봇의 설계와 성능을 소프트웨어(SW)적으로 완벽하게 정밀 검증할 수 있게 됐다.

로봇 통합평가체계은 ▲신경·근골격 디지털 휴먼 트윈 생성 기술 ▲물리 기반 디바이스 트윈 생성 기술 ▲디지털 휴먼-디바이스 연동 시뮬레이션 기술 ▲웨어러블 로봇 성능·사용성 통합평가 시스템 등 4개 기술이 핵심이다.

특히 시뮬레이션 결과를 종합해 웨어러블 디바이스의 성능과 사용성을 수치화하고 이를 설계에 즉시 반영할 수 있는 평가 체계를 구축했다.

ETRI 이번에 개발한 기술을 부산대학교병원 글로컬임상실증센터와의 공동 실험을 통해 유효성을 검증했다.

실제 환자들이 웨어러블 로봇을 착용한 상태에서 근력 증강, 재활치료, 기초기능검사 5종 등을 수행한 임상 평가 결과와 디지털 트윈 기반 시뮬레이션 결과를 비교·분석해 신뢰성 있는 평과 결과를 도출했다.

이 기술은 신경·근골격 보조가 필요한 다양한 사용자를 가상환경에서 정밀하게 구현, 웨어러블 디바이스의 성능과 사용자 경험(UX)을 실제 착용 이전인 설계단계에서 미리 검증할 수 있다는 특징을 갖는다.

ETRI는 해당 통합평가 시스템의 공인 타당도를 상관계수 0.6 이상으로 확보해 실제 환자를 대상으로 수행한 웨어러블 로봇 평가 결과와 유사한 수준의 신뢰성을 입증했다고 강조했다.

ETRI AI로봇UX연구실 김우진 기술총괄은 "기존에는 웨어러블 디바이스 성능검증을 위해 실제 사용자를 대상으로 한 착용 실험이 필수적이었다"면서 "이번에 개발한 디지털 트윈 기반 기술을 활용하면 다양한 사용자 특성을 가상으로 조합·검증해 최소한의 임상시험만으로도 최적의 디바이스 사양과 제어 알고리즘을 사전에 도출할 수 있다"고 설명했다.

부산대병원 융합의학과 박종환 교수는 "이 로봇 평가·검증기술은 향후 웨어러블 로봇뿐만 아니라 다양한 로봇 개발에 필수적인 소프트웨어 기술로 주목받을 것으로 보인다"며 "이번 기술 개발을 계기로 관련 연구가 더욱 활성화될 것"이라고 말했다.

☞공감언론 뉴시스 kys0505@newsis.com

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