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[IT뉴스]거동 힘든 환자, 침대서 재활…GIST, 재활로봇 '필라테스봇' 개발

온카뱅크관리자

2026-10-15 14:27:25

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="xdvbWn1yL0">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="9977eb69819cfd0933718b33b01d10beb62c46cbc396d19a5db58ca24ffabb7e" dmcf-pid="yHPrM5LxL3" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="연구팀이 개발한 필라테스봇은 침대 양쪽에 배치한 프레임에서 나온 케이블이 다리 보조기에 연결돼 움직임을 돕는다. 광주과학기술원(GIST) 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/dongascience/20261015142545629spej.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="zUJk6Gd8J4" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/dongascience/20261015142545629spej.jpg" width="658"></p>
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            연구팀이 개발한 필라테스봇은 침대 양쪽에 배치한 프레임에서 나온 케이블이 다리 보조기에 연결돼 움직임을 돕는다. 광주과학기술원(GIST) 제공
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          <p contents-hash="60844e831961104d18d9e838d24fae3a2a1c80574bf074fa573f83e53ffb8706" dmcf-pid="WmuiqIfzMF" dmcf-ptype="general">침대에서 일어나거나 이동하기 어려운 환자가 누운 자세에서 다리 운동을 하도록 돕는 재활로봇이 개발됐다. 환자가 움직이기 어려울 땐 힘을 보태고 스스로 움직일 땐 저항을 가해 근육 사용을 유도하는 로봇이다. </p>
          <p contents-hash="4ad871e7bef25bbe0d53a16537b9bf8c6d57b9173b3cd8fecef0c5f872341700" dmcf-pid="Ys7nBC4qMt" dmcf-ptype="general">광주과학기술원(GIST)은 강지연 인공지능(AI)학과 교수 연구팀이 옵토닉스, 화순전남대병원과 공동으로 침상 재활로봇 ‘필라테스봇(Pilates-Bot)’을 개발했다고 15일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="bc71bc93514da4dee41214a8a5838531558680aee61081f9e69d6ca5d407b350" dmcf-pid="GOzLbh8Bd1" dmcf-ptype="general">오랫동안 침대에 누워 지내는 환자는 근육이 약해지고 관절이 굳어 운동이 필요하다. 환자를 옮기거나 팔다리 운동을 반복해서 도와줄 인력도 필요하다. 문제는 돌봄 인력의 고령화가 일어나고 있다는 점이다. 고령의 돌봄 인력들은 환자를 이동시키거나 운동을 돕는 데 어려움이 있다. </p>
          <p contents-hash="bd9975c2ef8164e7678241b44a605cb102708775459f1c8cb8e52bf52d809fe3" dmcf-pid="HIqoKl6bd5" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 환자를 재활 장비로 옮기는 대신 침대에서 재활할 수 있는 방법을 찾았다. 환자가 생활하는 침대 주변에 설치해 다리를 들어 올리거나 옆으로 벌리는 운동을 돕는 로봇인 필라테스봇을 개발한 것이다. </p>
          <p contents-hash="e6c1ff6001eeab30a7ba660220e14f9c8f17b1606bed7a21fbeec54ea1e0815b" dmcf-pid="XCBg9SPKLZ" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 환자의 다리에 연결되는 장치의 무게를 줄이기 위해 무거운 모터를 침대 주변 프레임에 설치하고 가벼운 케이블로 다리 보조기에 힘을 전달하는 구동 방식을 필라테스봇에 적용했다. 바퀴가 달린 모듈형 프레임은 침대 주변으로 이동시켜 배치할 수 있고 보조기와 케이블은 탈부착할 수 있다. </p>
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          <p contents-hash="1520bfe0808a1214b9d5e406eeae0f6fd6e6e639f04aca0d5f396d1fa1e99c63" dmcf-pid="5lKNVTx2JH" dmcf-ptype="general">필라테스봇의 핵심 기술 중 하나는 사용자의 움직임에 따라 로봇이 힘을 보태거나 저항을 일으키는 맞춤형 제어 기술이다.</p>
          <p contents-hash="e8bef54dbd60d916a7f969225f225b02693c001508bd901854eb51f6c44c5671" dmcf-pid="1S9jfyMViG" dmcf-ptype="general"> 기존 재활로봇의 ‘보조 중심 제어’ 기술은 환자가 스스로 움직일 수 있는 구간에서도 힘을 보태 사용자가 직접 근육을 사용할 수 있는 기회를 줄였다. 필라테스봇의 ‘필요에 따른 보조 및 저항(ARAN) 제어' 기술은 환자가 움직이기 어려울 땐 보조하고 스스로 움직일 수 있을 땐 반대 방향으로 적절한 힘을 가해 근육 사용을 유도한다. </p>
          <p contents-hash="65ba394302ee95ee2c882b83e817471de69fa40696fbbbc99b9a73d62d450db3" dmcf-pid="tv2A4WRfRY" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 제어 기술의 효과를 확인하기 위해 건강한 성인 8명을 대상으로 실험을 진행했다. 팔을 들어 올리는 과정에서 움직임에 제약이 생기는 상황을 설계해 기존 보조 중심 제어 방식과 필라테스봇 제어 방식을 비교했다. </p>
          <p contents-hash="d7dc60aa0cf69675790428b50fc736d864e2db8f10842007af744785c23a7fbc" dmcf-pid="FTVc8Ye4LW" dmcf-ptype="general"> 실험 결과, 필라테스봇 제어 방식을 적용하면 기존 방식을 적용했을 때보다 근육의 전기적 활동을 나타내는 신호가 73% 높게 나타났다. 로봇이 근육 사용을 유도하기 위해 사용자 움직임의 반대 방향으로 가하는 저항력은 기존보다 3.5배 높았다. 목표한 관절 움직임의 범위와 동작 정확도는 유지됐다.</p>
          <p contents-hash="b25d5d366941a0ee5bbb9f88b2da388c203ca2cce1b598ebc93bef7e4600e63d" dmcf-pid="3yfk6Gd8ey" dmcf-ptype="general"> 필라테스봇은 사용자가 자신의 움직임을 확인하며 운동할 수 있는 화면도 탑재했다. 사용자는 누운 자세에서 화면에 표시된 목표 위치와 자신의 움직임을 비교하며 운동할 수 있다. 운동 선택과 기기 점검, 운동 기록도 확인할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="9166abe466e47ffc5b3841d179a5cef32d64037db55f0d418fa3fec89c0b26f8" dmcf-pid="0W4EPHJ6RT" dmcf-ptype="general"> 필라테스봇 상단에는 사용자의 운동 자세를 확인하는 카메라가 있다. 연구팀은 AI가 카메라로 확인한 자세를 분석해 교정 방법을 안내하는 기능을 개발하고 있다.</p>
          <p contents-hash="76693da6ca9d698f9d198d2689f903a51d03d78af3ef8d80a135246441fdc471" dmcf-pid="pY8DQXiPdv" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 필라테스봇 시제품 제작을 마치고 현재 의료기기 인허가를 위한 성능·안전성 시험과 기술문서를 준비하고 있다. 맞춤형 보조·저항 제어 기술을 다리·몸통 운동으로 확대하고 침대의 자세 변화와 로봇 움직임을 연동하는 등 실제 사용 환경에 맞춰 기능도 개선할 계획이다.</p>
          <p contents-hash="18e7ec32e3d74b1da91323910fbe0ea1ca798d1780c3a334d750a7af76f39f07" dmcf-pid="UKcZDVCEeS" dmcf-ptype="general"> 강 교수는 “필라테스봇은 환자를 재활 장비로 옮기는 부담을 줄이고 침대에서도 개인의 운동 능력에 맞춰 재활운동을 할 수 있도록 개발한 로봇”이라며 “공동개발 기관과 함께 실제 사용자의 요구를 반영하고 필요한 보조와 적절한 운동 부하를 제공하는 기술을 고도화해 병원과 지역사회 돌봄 현장에서 활용할 수 있도록 하겠다”고 말했다.</p>
          <p contents-hash="4f68819fb74568f68d7b329d8f97461584d2fe5f005417e2c211f64eb03aad6d" dmcf-pid="u9k5wfhDLl" dmcf-ptype="general"> 연구 결과는 9월 27일부터 10월 1일까지 미국 피츠버그에서 열린 ‘2026 국제전기전자공학자협회(IEEE)·일본로봇공학회(RSJ) 지능형 로봇 및 시스템 국제학술대회(IROS 2026)’에서 발표됐다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="6dc2c6024202e902b7c5938988669116bd9be21a50d7eab0053ee06a73e3f145" dmcf-pid="72E1r4lwMh" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="앞줄 왼쪽부터 강지연 GIST AI학과 교수, 정성훈 석사과정생, 뒷줄 왼쪽부터 곽태환 석사과정생, 안인균 석박사통합과정생. GIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/dongascience/20261015142546875awji.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="6Y5qTJZviu" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/dongascience/20261015142546875awji.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            앞줄 왼쪽부터 강지연 GIST AI학과 교수, 정성훈 석사과정생, 뒷줄 왼쪽부터 곽태환 석사과정생, 안인균 석박사통합과정생. GIST 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="808b7da1f5f9b0be78250def97639f7ac64500187e4a309d26d8a9896f247436" dmcf-pid="zVDtm8SrMC" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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