“하이킹·춤도 거뜬한 의족 나왔다”…두 다리 없는 MIT교수가 개발

학술지 ‘네이처 메디신’ 공개
5년이내 상용화 목표로

휴 허 미국 메사추세스공대(MIT) 생체공학센터 소장. [사진 제공=MIT]

미국 연구팀이 다리 절단 환자를 위한 고성능 로봇 의족을 개발했다. 이 의족은 뇌의 신경신호를 받아 실제 다리처럼 움직인다. 생각 만으로 발을 구부리고 발목을 돌리는 등의 행동이 가능하다. 자연스러운 보행은 물론 하이킹이나 춤추는 것까지 가능하다는 게 연구팀 설명이다. 연구팀은 5년 내 상용 모델을 내놓을 수 있을 것으로 기대하고 있다.

휴 허 미국 메사추세스공대(MIT) 생체공학센터 소장 연구팀은 1일(현지시간) 다리 절단 환자의 신경계와 직접 연결하는 형태의 로봇 의족을 개발했다는 연구결과를 국제학술지 ‘네이처 메디신’에 공개했다.

이 로봇 의족은 다리 절단 환자의 신경과 직접 연결된다. 발을 구부리고 발목을 돌리는데 사용되는 근육 제어신호를 로봇 의족이 받도록 했다. 기존에 신경을 연결한 형태의 로봇 의족은 존재했다. 그러나 다리를 제어하려는 신호를 온전히 전달받지 못하는 형태였다는 게 연구팀의 설명이다. 연구팀은 “신호를 온전히 전달받는 로봇 의족을 개발한 것은 처음”이라며 “‘작용근-길항근 인터페이스(AMI)’라 이름 붙인 새 수술법을 통해 남아있는 다리와 로봇의족을 완벽히 연결했다”고 말했다.

연구팀은 실험을 진행했다. 사고나 질병으로 다리 절단을 겪은 환자 7명을 대상으로 개발한 로봇 의족을 실험했다. 그런 다음 기존 로봇의족을 착용했던 다리절단 환자 7명과 걷는 속도와 장애물을 넘을 수 있는지 등을 비교했다. 그 결과 연구팀이 개발한 로봇의족을 착용한 그룹이 기존 로봇의족 착용그룹보다 41% 더 빠른 보행 속도를 보였다. 연구팀은 “이는 정상인과 큰 차이가 없는 속도”라며 “계단이나 울퉁불퉁한 지형에서의 보행 안정성도 더 높았다”고 설명했다.

휴 허 미국 메사추세스공대(MIT) 생체공학센터 소장 연구팀이 개발한 로봇의족. [사진 제공=MIT]

연구팀은 수술 후 통증, 의족을 자신의 신체처럼 여기는 정도 등도 비교했다. 새 로봇의족 그룹이 기존 그룹보다 통증이 적다고 보고했으며, 의족을 자신의 신체처럼 여기는 비율은 더 높았다. 연구팀은 “신체와 뇌의 본래 능력을 활용하는 보철학의 발전을 이뤘다”며 “환자가 보철물의 움직임을 직접 제어하고 느낄 수 있을 때 보철물은 실제 그 환자의 일부가 된다”고 말했다.

이번 연구를 이끈 허 교수 역시 다리절단 장애인다. 그는 1982년 암벽등반 여행 중 눈보라에 갇힌 뒤 심한 동상으로 두 다리를 모두 잃었다. 허 교수는 “5년 내 상용 제품을 내놓을 것”이라며 “나 역시 양쪽 다리에 개발한 로봇의족을 착용할 생각”이라고 밝혔다.

이번 연구에는 한인 연구자도 참여했다. 송현근 연구원이 논문의 제1저자로 연구를 이끌었다. 연성호 연구원 역시 저자로 이름을 올렸다.

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