영화 속 ‘아이언 맨’개발 … “한국이 첫 나라가 될지도 몰라” [과학을읽다]


영화 속 '아이언 맨'개발 중 ...
Robert Downey Jr.는 Iron Man을 연기합니다. 사진 = 아시아 경제 DB

[아시아경제 김봉수 기자] “침대에서 자다가 눈물을 흘 렸어요. 로봇을 썼는데 일어나야한다는 의미가 많았어요.”

영화 속 '아이언 맨'개발 중 ...

하반신 마비 장애인 김병욱 (47, 사진)은 2015 년 의료진 추천으로 처음으로 웨어러블 로봇과 걷기에 성공한 순간을 언론 인터뷰에서 회상했다. 1998 년 20 대 때 갑작스런 뺑소니 사고로 하체 전체가 마비 된 후 20 년 이상 휠체어를 사용했습니다. 그러자 제가 만난 웨어러블 로봇은 그에게 신화 속의 구원자처럼 다시 일 어설 수있는 힘을주었습니다. 결국 김씨는 지난해 11 월 말 시속 3.2km의 놀라운 보행 속도를 기록하며 국제 웨어러블 로봇 대회 ‘시바 슬론’에서 우승을 차지한 ‘기적’을 달성했다. 김 씨는 “로봇을 타고 두 다리로 섰을 때 다시 태어난 것 같다. 그날 밤 잠자리에 들었을 때 아내 모르게 눈물을 흘렸다”고 말했다.

최첨단 로봇, ICT, 소재, 인공 지능 (AI) 등 기술의 발달로 이미 ‘미래’가 다가오고 있습니다. 한 작가가 말했듯이 “그것은 널리 퍼지지 않았습니다.” 김씨의 경우 먼 미래로 느껴 졌던 영화 속 ‘아이언 맨’이 이미 상상이 아닌 현실이되고있는 대표적인 사례 다. 특히 한국은 아이언 맨의 핵심 기술인 웨어러블 로봇 제조 분야에서 세계 최고의 기업으로 평가 받고 있습니다. 아이언 맨이 영화 속 인공 지능 ‘자비스’를 구동하는 홀로그램 기술도 한국 연구진이 가장 앞선 기술이다. 전문가들 사이에서는“아이언 맨을 완성한 최초의 나라는 한국일지도 모른다”는 자신감이 흐른다. 국내 관련 핵심 기술 개발이 어떻게 진행되고 있는지 살펴 보겠습니다.

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웨어러블 로봇 Angelex M. 사진 제공 = Angel Robotics

◇ 국내외 웨어러블 로봇 개발 현황

웨어러블 로봇은 웨어러블 로봇 또는 웨어러블 로봇이라고하며, 인체에 착용하고 결합하여 인간의 운동 능력과 근력을 보조하고 강화하는 모든 로봇을 말합니다. 최근 웨어러블 로봇 시장은 장애인, 신경 근육 및 근골격계 환자, 노인 등의 지원 및 재활 분야와 물류, 제조, 건설, 서비스 분야를 중심으로 빠르게 성장하고 있습니다. 이에 대처하기 위해 가볍고 저렴한 웨어러블 로봇 개발도 치열하다. 이와 관련 정부는 지난해 10 월 2023 년까지 로봇 산업 글로벌 4 대 강국에 진입 하겠다며 웨어러블 로봇 분야 집중 육성 비전을 발표했다.

특히 한국은 의료 분야에서 웨어러블 로봇 기술 개발을 주도하고 있습니다. 대표적인 예는 공경 철과 연세대 산학연이 공동 개발 한 ‘작업복’을 입은 김씨가 지난 11 월 사이 바 슬론 대회에서 3 분이라는 놀라운 기록으로 금메달을 땄다. 47 초. 모두. 작업복은 고강도 소재로 무게가 25kg이지만 특별한 디자인과 기술을 적용하여 사용자가 느끼는 무게가 거의 없습니다. 지팡이를 쓰지 않고 1 분 이상 똑바로 서있을 수도 있습니다. 또한 정상적인 보행 패턴을 기반으로 한 보행 제어 알고리즘을 적용하여 시속 3.2km / h의 최대 속도로 보행이 가능합니다. 일반인의 보행 속도 (시속 2 ~ 4km / h)에 필적하는 기록이며, 마비 마비 환자의 세계보고 보행 기록 중 가장 빠른 기록이다. 또한 앉고 일어나기, 계단 오르기, 거친 지형 위를 걷는 등 일상 생활에서 공통적 인 활동을 해결하는 데 어려움이 없도록 설계되었습니다.

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공 교수는이 기술을 활용 해 2017 년 엔젤 로보틱스라는 스타트 업을 시작하고 LG 전자로부터 투자를 받아 상용화를 적극 추진하고있다. 이미 ‘안젤 렉스 M’등 불완전하지 용 제품이 출시되어 보행 훈련에 활용되고있다. 연세대 학교 세브란스 병원 환자 치료 공경 철 교수는 “걸을 수 없어 고군분투하는 사람들이 너무 많지만 요즘은 밖에서 살기가 어렵다”고 말했다.

현재 이스라엘, 미국, 일본 등 선도 기업들이 글로벌 의료용 웨어러블 로봇 시장을 주도하고 있습니다. 그러나 전문가들은 이러한 기술을 바탕으로 한국이 머지 않아 의료용 웨어러블 로봇 시장을 선도 할 수 있다는 자신감을 보이고있다. 실제로 삼성 전자는 지난해 9 월 자체 웨어러블 보행 보조 로봇 ‘GEMS HIP’를 선보였다. 현대차 그룹은 지난해 말 미국 로봇 기업 보스턴 다이내믹스를 인수 해 본격적인 로봇 산업 진출 의향을 밝혔다. 또한 서울대, 한국 로봇 융합 연구원, 서강대 산학 협력단도 하반신 마비 장애인과 노인의 보행을 지원하는 웨어러블 슈트 기술 개발에 힘 쓰고있다.

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[이미지출처=연합뉴스]

산업용 웨어러블 로봇 시장은 점점 더 활발 해지고 있습니다. 전 세계적으로 수요가 급증하면서 높은 성장률을 보이고 있습니다. 특히 일본의 경우 로봇 도입이 고령화가 심한 근로자의 노동 지원에 크게 기여할 수 있다는 실증 사례가보고되고있다. 국내에서는 현대 자동차 의왕 연구소가 2015 년 ‘산업 노동 지원을위한 웨어러블 근력 강화 로봇’을 개발하는 등 관련 기술 개발 및 연구도 활발하다.

◇ 홀로그램 인터랙티브 기술

영화 속 아이언 맨은 홀로그램을 통해 인공 지능 ‘자비스’와 소통한다. 빈 공간에 가상 화면과 키보드가 나타나 명령과 정보가 입력되는 미래형 인터랙티브 햅틱 홀로그램 기술입니다. 헛된 것 같은 미래의 기술이 실현 될 가능성이 높지만 앞장서는 한국 연구자이기도하다. 지난해 11 월 ‘증강 / 가상 현실 구현을위한 메타 표면 기반 평면 렌즈와 복합 홀로그램’연구 결과를 발표 한 포항 공대 노준석 교수의 주인공이 주인공이다.

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초소형 가변 홀로그램 장치의 개략도. 사진 제공 = 한국 연구 재단

현재 전 세계적으로 투명 망토, 슈퍼 렌즈 등 새로운 광학 기능을 구현할 수있는 것으로 알려진 ‘메타 소재’를 활용 한 미래 디스플레이 기술을 구현하기위한 연구가 활발히 진행되고있다. 문제는 현재 기술로 개발 된 메타 표면 기반 평면 광학 장치가 일단 제작되면 장치의 특성을 변경할 수 없다는 것입니다. 즉, 패시브 메타 물질로 구현되어 입력 된 첫 번째 이미지 만 표시 할 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 노 교수 팀은 가변 광학 재료 인 액정을 평면 광학 장치에 접목하는 아이디어를 내놓았다. 이를 통해 제조 된 메타 표면 기반 평면 광학 장치는 입사 편광에 따라 다른 홀로그램 이미지를 재현하도록 설계되었습니다.

특히 나노 구조물의 기하학적 위상 (기하학적 특성에 따라 나노 구조물에서 투과되거나 반사되는 빛의 위상)과 지연된 위상 (빛이 나노 구조물에서 빛이 투과 또는 반사 될 때 갖는 위상) 특정 굴절률)이 동시에 수행됩니다. 입사되는 좌우 편광에 따라 서로 다른 고화질의 이미지를 재현 할 수 있습니다.

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손가락 터치만으로 홀로그램 이미지를 변조하는 장치의 개략도. 사진 제공 = 한국 연구 재단.

연구팀은 또한 특수 설계된 액정 기반 광 변조기 (외부 자극을 통해 빛의 강도, 위상 및 편광 정보를 제어 할 수있는 장치)를 메타 표면 장치에 결합했습니다. 외부 자극에 반응하도록 만들었습니다. 전기, 온도, 터치에 반응하는 액정 셀을 만들어 다양한 외부 자극에 반응하여 재현되는 홀로그램 영상을 실시간으로 변조 할 수있는 기술을 세계 최초로 선보였다.

노 교수는 “터치 반응 형 메타 홀로그램 장치는 가벼운 손가락 터치만으로 홀로그램 이미지를 변화시킬 수있어 영화에서 볼 수있는 미래형 인터랙티브 및 햅틱 홀로그램 기술을 구현할 수있는 원천 기술이 될 것으로 기대된다”고 말했다. . ” ㆍ 제품에 부착 할 수있는 충격 센서로도 사용할 수 있습니다. “

김봉수 기자 [email protected]

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