세계 최경량 무릎 보조 로봇 ‘에어니’ 개발…근육 부담 40% 이상 줄인다

• 무릎 웨어러블 보조로봇 ‘에어니(AirKNEE)’…무게 1.1㎏

국내 연구진이 기존 제품의 절반 무게로, 장시간 착용에도 근골격계 부담을 크게 줄여주는 초경량 무릎 보조 웨어러블 로봇을 개발했다.

한국생산기술연구원은 인간중심로봇연구부문 안범모 수석연구원 연구팀이 무게 1.1㎏의 무릎 보조 로봇 에어니(AirKNEE)를 선보였다고 9일 밝혔다. 이번 성과는 지난 7월 미국에서 열린 국제로봇학회 유비쿼터스 로봇 2025에서 최우수 애플리케이션 상을 수상하며 국제적으로도 기술력을 인정받았다.

절반 무게로도 강력한 보조 성능

기존 무릎 보조 로봇은 평균 2.1㎏에 달해 착용자에게 무게와 압박감이 큰 부담이었다. 연구팀은 부품 수를 최소화하고 고성능 소형 모터를 적용해 기기의 크기와 무게를 절반 가까이 줄였다. 프레임은 가볍지만 강도가 높은 폴리아미드12 소재로 제작해 내구성을 확보했으며, 정밀 센서 기반 제어 기술을 적용해 착용자의 움직임을 실시간으로 감지한다. 이를 통해 다리를 뻗거나 발뒤꿈치가 땅에 닿는 순간 정확히 동작을 보조할 수 있도록 했다.

연구진은 20㎏ 중량 조끼를 착용한 실험 참가자를 대상으로 보행 시험을 진행했다. 그 결과 에어니를 착용했을 때 종아리 근육 활동이 약 21%, 허벅지 근육 활동은 약 17% 줄어, 전체적으로 근육 부담이 40% 이상 경감되는 것으로 확인됐다. 이 같은 성능은 보행뿐 아니라 착석, 기립, 계단 오르내리기, 경사로 이동 등 일상적 동작 전반에서 효과를 발휘한다.

이미 일부 지자체는 현장 적용에 나섰다. 서울 도봉구는 올해 상반기 무릎과 허리를 보조하는 로봇 4대를 환경공무관들에게 지급했고, 금천구와 구로구도 시범 운영을 시작했다. 반복적이고 무거운 노동에 시달리는 현장 근로자들의 근골격계 질환을 예방하려는 취지다.

안범모 수석연구원은 “에어니는 근육 활동을 줄여 다양한 상황에서 효과를 발휘할 수 있다”며 “산업현장 근로자는 물론 일반 성인까지 폭넓게 사용할 수 있도록 연구를 지속할 것”이라고 밝혔다.

김지윤 기자/ hello@sciencewave.kr