KAIST, 재활치료용 웨어러블 로봇 교란 방지 센서 개발

최근 국내 연구진이 웨어러블 로봇의 생체 전기신호 감지 센서가 착용자 땀·각질 등에 의해 교란되지 않도록 하는 새로운 근전도 센서 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST) 연구팀은 피부 상태에 영향받지 않는 고품질 전기 생리 신호 측정이 가능한 신축·접착성 마이크로니들 센서를 개발했다고 23일 밝혔다.

마이크로니들이란 머리카락과 굵기와 유사한 수준의 미세한 바늘로 구성된 패치로, 주로 노인과 외상 환자의 재활치료 로봇에 적용된다.

이러한 재활치료용 로봇은 사람의 움직임 의도를 파악하기 위해 몸에서 발생하는 전기신호를 정확하게 측정하는 전기 생리 센서를 장착한다.

그러나 기존 센서들은 오래 쓰면 신호 품질이 떨어지거나 피부의 털, 각질, 땀 등의 영향을 받아 오류 발생 확률이 높아지게 된다.

이에 연구팀은 부드러운 실리콘 기판에 마이크로니들을 집적해 신축성과 접착성이 좋은 마이크로니들 센서를 제작했다.

KAIST가 개발한 마이크로니들 센서가 적용된 웨어러블 로봇 [KAIST 제공]

단단한 마이크로니들이 저항이 큰 피부의 각질층을 투과해 피부 접촉 저항을 낮추기 때문에 각질이나 땀 등의 이물질로 피부가 오염돼도 고품질의 전기 생리 신호를 받을 수 있다.

또 부드러운 전도성 접착 기판이 사람의 움직임으로 인한 피부 늘어남에 맞춰 신축하면서 편안한 착용감을 제공하고, 움직임으로 인한 잡음도 최소화한다.

연구팀은 실험을 통해 마이크로니들 센서 패치를 사용했을 때 피부 상태, 신체 움직임의 크기 및 종류와 상관없이 안정적인 웨어러블 로봇의 동작 및 보조 효과를 확인했다.

KAIST 정재웅 교수는 “마이크로니들 센서가 적용된 근전도 센싱을 통해 더 정확하고 안정적인 웨어러블 로봇 제어가 가능할 것”이라고 말했다.

이어 “향후 웨어러블 로봇을 활용한 환자 재활치료가 더 편리하고 효과적으로 진행되기를 기대한다”라고 덧붙였다.