고령친화 재활시스템 기술개발 이슈와 생태계 기술동향

 

 

기술개발 이슈

착용형 근력증강 시스템의 주요 기술 중 하나인 사용자 움직임 및 의도 파악 기술에서는 사용자의 동작 의도 파악이 중요합니다. 이를 위해 뇌활동, 근육활성, 근수축, 신체 움직임, 신체 힘과 압력 등의 현상을 측정하기 위해 다양한 센서를 사용하게 됩니다.

• 보행주기를 판단하기 위해 신발 바닥에 FSR(Force-sensitive Resistor)센서, IMU(Inertial Measurement Unit)센서, 공압 튜브 등을 이용한 압력 감지 센서 등을 사용함
• 착용자 피부에 부착된 EMG(Electromyogram)센서를 통해 근전도 신호를 측정하여 사용자의 동작 의도를 파악함
• 옷 위에 부착 가능한 신축성이 있고 유연한 실리콘에 주입된 액체금속을 이용하여 스트레인 게이지형 소프트 센서를 개발함
• 관절의 움직임에 따른 센서의 저항변화를 이용하여 사용자의 움직임을 파악하고 보행주기에 맞추어 시스템을 제어함

하지마비 장애인은 자발적 의도대로 움직이는 것이 불가능합니다. 따라서 웨어러블 로봇이 착용자의 신체에 가해지는 기계적 저항을 고려할 필요가 없으므로 로봇에 부착된 구동기가 강한 임피던스를 갖도록 제어하는 방식이 적합합니다. 이를 위하여 토크 출력과 자체 임피던스가 모두 큰 구동기가 개발되고 있습니다.

 

ICT 기반 기술 중 하드웨어 관련 기술은 전통적인 보조 장치의 틀에서 벗어나 더 편리하고 보다 다양한 기능을 지닌 하드웨어 장치들의 개발로 이어지고 있습니다.

• 고령자의 안전과 편리한 생활을 지원하는 하드웨어 단품부터 이동성을 강화하는 고성능 장비에 이르기까지 다양한 제품들이 등장함
• ICT 기반의 하드웨어 제품들은 소프트웨어나 솔루션과 결합하는 사례도 확대되는 추세임

소프트웨어 관련 기술에서는 ICT 장비들을 더 효과적으로 활용하고, 고령자를 위한 지능적 케어 시스템을 지원하기 위한 솔루션의 출시가 확산되고 있습니다.

• 스마트폰 등 기존의 정보통신 기기들과 결합되거나 가상현실(VR) 헤드셋 같은 새로운 유형의 하드웨어와 결합하여 제공함
• 신체활동 모니터링을 위한 센서와 제어 단말기 등 하드웨어 시스템과 이를 운용하기 위한 소프트웨어 솔루션을 연계한 ICT 솔루션 및 서비스가 활발하게 도입되는 추세임

 

건강관리에 로봇 제어기술이 접목된 생활보조 로봇보다 환자 및 고령자의 치료재활분야 위주의 다양한 기술이 개발되고 있습니다.

• 미국에서는 미국국립보건원(NIH)을 중심으로 이동 및 생활지원, 신체기능 대체, 재활훈련 등 전 분야에 걸쳐 연구개발 및 상용화 연구개발을 수행함
• 독일에서는 트레드밀 형태의 보행재활로봇, 착용형 외골격(exoskeleton) 보행재활로봇, 손과 팔 재활용 상지(upper limb) 훈련로봇, 균형재활장치 등 치료영역에 집중하여 단순화, 저렴화된 제품을 위한 기술을 지속 개발함
• 일본 동경대에서는 수동 휠체어에 낮은 높이의 장애물을 자동으로 넘는 보조 시스템 등 ICT 로봇 기술 등을 융합시켜 안정성과 신뢰성을 향상시키는 기술을 발표함
• 중국에서는 의약 조제 시간 단축을 위한 의약 클라우드 시스템 및 의약조제 로봇, 환자 상태 실시간 관리를 위한 원격 진료 로봇 개발을 위해 병원과 협업연구를 진행 중임

국내에서는 일상생활중 간병 및 돌봄분야(이송, 식사, 배설, 욕창예방 등) 로봇과 재활치료, 보조용 외골격 로봇 연구가 활발하게 진행되고 있습니다.

• 산업자원부의 돌봄로봇공통제품기술개발 사업에서 일상생활 간병로봇의 상용화 제품 개발연구를 수행하며 다양한 현장실증 및 안전성 검증 등을 위해 보건복지부의 돌봄로봇 중개연구 및 서비스 모델 사업과 협업하여 추진중임
• 국립재활원은 재활로봇 연구용 테스트베드 인프라인 로봇짐(Robot Gym)을 운영하며, 다기관 임상연구 및 인허가 안전성 시험검사를 지원하고 임상기능측정평가 연구를 추진 중임

 

생태계 기술동향

해외 기술 동향

• Omate(중국) : GPS 트래킹 기능과 각종 건강관리 기능을 포함한 고령자 전용 스마트워치
• Honda Global(일본) : 로봇형 보행 보조 장치로 좌석과 프레임이 신체와 다리의 움직임을 따르는 메커니즘으로 다양한 동작 및 자세에서 장치의 도움을 받는 것이 가능
• Rendever(미국) : 가상현실을 통해 바깥세상을 경험할 수 있도록 지원하며, 인지치료 요법으로 활용이 가능해 치매초기 증상 진단에도 활용 가능
• 360도 카메라를 사용하여 결혼식이나 생일파티 같은 행사를 촬영한 후 이를 요양시설에 거주하는 노령자의 계정에 업로드할 수 있도록 지원
• Secure Internet Machines(네덜란드) : 고령자들이 컴퓨터 사용 시 바이러스 차단, 업데이트, 스팸메일 관리 등에 어려움을 겪지 않도록 사용이 용이한 PC를 개발

국내 기술 동향

• 네오펙트 : 인공지능 및 IoT 기술을 기반으로 뇌졸중 등의 신경계 및 근골격계 질환을 가진 환자들을 위한 재활 의료기기 및 재활 컨텐츠 개발
• 엔젤로보틱스 : 하반신 완전 마비 장애인용 웨어러블 로봇, 개인 맞춤형 로봇 보행 보조기와 하지 부분마비 장애인용 웨어러블 로봇 개발
• 큐라코 : 거동이 어려운 중증환자를 위한 배설케어로봇을 개발
• 마더스핸즈 : 기존 의료용 침대에 변기를 부착한 다기능 의료용 변기침대를 개발
• 효돌 & 마인즈랩 : 어르신용 돌봄 로봇으로 응급상황 대응, 음성비서, 주변 기기제어, 노래 및 교육 콘텐츠 제공 강화
• 와이닷츠 : 인공지능 로봇을 통해 치매 예방 프로그램을 서비스
• 아리아케어코리아 : 기존 요양산업에 ICT기술을 기반으로 케어테크를 도입하여 선진 요양시스템을 구축
• 스마케어 : 빅데이터를 기반으로 치매 관련 데이터를 수집해 치료와 예방에 도움을 줄 수 있는 프로그램을 개발

---

 

함께보면 좋은 글

디지털 치료기기의 정의, 필요성, 분류

 

인공지능 의료기기 기술개발, 진단지원, 기술동향