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생체신호를 이용한 로봇 제어

전문가 제언: ○ 동작회복 신기술은 질병이나 사고로 손상된 인간의 동작을 원상태로 복원시키는 의료공학과 의학이 결합된 고도의 전문성이 요구되는 기술로서, 장애인들의 기본 삶의 욕구가 충족되도록 이와 관련된 기술들을 완성해 나가는 것은 사회적 과제이기도 하다. 이는 기술집약형 고부가가치 산업으로, 세계적인 차세대 기술로서 기대되는 첨단기술분야이다.

○ 사고나 질병으로 상하지(上下肢)가 절단된 장애인들은 정상적인 사회생활을 위해 의수족(義手足) 등의 재활보조기구를 사용한다. 이러한 의수족은 현대 첨단제어 및 소재기술을 적용, 고성능․기능화를 갖추어 다양한 활동이 가능하다. 그러나 의수족과 절단부위 간의 인터페이스가 잘 이루어지지 않아 아직 고기능의 의수족이 잘 활용되지 못하고 있다.

○ 일본의 Tsuji 등은 근전의수(筋電義手)의 자연적인 제어와 안정된 동작식별을 실현할 목적으로 뉴럴 네트워크와 작업 모델을 이용한 새로운 EMG 신호동작 식별법을 제안하였다. 이 방법에 의해 뉴럴 네트워크만으로는 해결이 곤란했던 자세변화나 환경변화에 따른 EMG 패턴의 변동과 조작자의 조작편차에 대해 안정한 동작식별을 할 수가 있다.

○ 미국에서는 두 근육의 근전도 신호를 이용, 잡기와 회전이 가능한 상지절단 장애인용의 Utah Arm을 개발하였다. 이 Arm의 특징은 첫째, 근전도(筋電圖) 신호의 학습기능, 둘째, 진보된 비례제어에 의한 정밀제어, 셋째, 개인 근전도 신호로 자동조정, 넷째, 고용량 리튬이온 배터리 적용, 다섯째, 시각화된 근전도 신호로 피드백 제어 인터페이스 등이다.

○ 우리나라는 동작회복 신기술 연구 센터를 중심으로 최근 6년 간 매년 약 7억원 규모의 지원을 받아 연구를 수행하고 있다. 이 연구 센터는 동작기능의 회복기술개발을 위해 국내외 의료공학과 의학 전문가 및 우수기관과 기업체가 참여하여 첨단 핵심기술을 연구개발하고 산업화함으로써 새로운 차세대형 기술집약적 사업을 추진해가고 있다.

저자: TSUJI Toshio, SHIMA Keisuke
자료유형: 학술정보