[바이오타임즈] 고령화 사회의 심화와 근로 환경 개선 등을 위해 재활, 의료에 특화된 웨어러블 로봇(Wearable Robot)을 도입해야 한다는 목소리가 커지고 있다. 최근에는 물류, 건설, 제조, 서비스 등 산업 전반에 걸쳐 웨어러블 로봇의 필요성이 대두하고 있다. 이러한 수요에 맞춰 경량, 저가형 웨어러블 로봇 개발이 활발히 진행되고 있다.

웨어러블 로봇, 하드웨어 개발뿐 아니라 서비스 사업도 본격화

웨어러블 로봇은 '입는', 혹은 '착용하는' 로봇으로도 불린다. 일반적으로는 인간의 운동 능력이나 근력을 보조하기 위해 사람의 팔이나 다리, 허리 등 신체 일부나 전신에 착용, 결합해 사용자의 근력과 지구력을 돕는 로봇을 말한다. 또한, 파워 공급이 필요한 구동기의 활용 여부에 따라 능동형과 수동형으로 나뉘며, 여기서 착용 부위와 적용 분야 등에 따라 더욱 세분화할 수 있다.

최초의 웨어러블 로봇은 1965년 미국의 디지털 산업 기업인 제네럴일렉트릭(General Electric)에서 개발한 하디만(Hardiman)이다. 이후 2000년대 초반부터 일본의 쓰쿠바(Tsukuba) 대학, 미국의 캘리포니아 주립대학(University of California, Berkeley) 등을 중심으로 하지 보행보조 로봇이 본격적으로 연구되기 시작했다.

웨어러블 로봇 분야는 2010년 중반부터 본격적인 전성기를 맞이해 한국, 미국, 일본을 중심으로 활발한 연구가 진행되었다. 또한, 하지 전체를 보조하는 로봇보다는 단일 관절을 보조하는 모듈 형태의 로봇들이 개발되었다.

현재 웨어러블 로봇 분야는 하드웨어 개발뿐만 아니라 재활 지원 로봇, 근력증강용 웨어러블 로봇 등 임대 서비스를 개시하고 관련 서비스 사업도 본격화하고 있다.

고령화 추세로 웨어러블 로봇 시장 성장 빨라져

웨어러블 로봇 시장은 최근 높은 성장률을 보이고 있다. 신경 및 근골격계 질환으로 고통받는 환자의 재활과 근력 약화로 일상생활에 불편을 겪는 노인, 노역자를 위한 보조 역할로 주목받고 있다. 또한, 산업현장에서 근골격계 질환을 예방하거나 피로 감소, 생산성 향상에 도움을 줄 수 있어 관심이 커지고 있다. 앞으로는 물류, 제조, 건설, 서비스 등 산업 전반에 활용될 전망이다.

특히, 일본의 경우 고령화가 가속화되고 있어 산업용 로봇 도입이 고령 근로자들의 노동 보조 등에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다. 일본건설연합회 자료를 보면 일본의 경우, 건설현장의 노동자 수가 2014년 기준 343만 명에서 2025에는 318만 명으로 줄어들 전망이다.

한편, 2010년 이후 장애인 보조, 재활 및 치료 목적의 웨어러블 로봇 개발이 급속도로 진행되고 있다. 특히, 노인이나 환자의 재활 및 치료를 위한 웨어러블 로봇은 대표적으로 미국의 파커 하니핀(Parker Hannifin)와 엑소 바이오닉스(Ekso Bionics), 이스라엘의 리워크 로보틱스(ReWalk Robotics), 일본의 사이버다인(Cyberdyne) 등 초기 시장에 진입한 기업이 여전히 전 세계 시장을 주도하고 있다.

국내의 경우, 정부와 기업이 웨어러블 로봇 관련 핵심 요소 기술 개발에 적극 투자해 성숙단계에 진입하고 있으며, 임상 연구도 활발히 진행되고 있다. 하지만 인증 및 표준화 연계가 부족하여 본격적인 상용화를 통한 시장 진입에 많은 어려움을 겪고 있다.

대중화 핵심 요소는 가격과 착용 편의성

한편, 산업연구원과 데이터브리지 마켓 리서치(Data Bridge Market research)는 글로벌 웨어러블 로봇 시장이 2017년 기준 5억 2,800만 달러(약 6,565억 6,800만 원)에서 2025년에는 83억 달러(약 10조 3,210억 5,000만 원)로 연평균 41% 고성장할 것이라는 예측을 발표했다.

그러나 높은 가격이 대중화를 가로막고 있다. 일본 사이버다인(Cyberdyne)에서 개발한 hAL 로봇의 가격은 200만 엔(약 2,308만 원)으로 일반인이 접근하기엔 가격이 높다. 영국의 가격비교사이트 머니슈퍼마켓(MoneySuperMarket)은 위키피디아와 마블 등의 자료를 참고해 계산한 결과, 아이언맨 슈트 한 벌 가격이 1,381억 원에 달한다고 한다.

또한, 미국 정부가 운영하는 국제방송 VOA(Voice of America)의 보도에 따르면 아마존 물류센터에서 제공하는 웨어러블 로봇 로보틱 테크 베스트(Robotic Tech Vest)의 경우, 무게와 착용에 따른 스트레스로 오히려 작업자들의 부상이 늘었다고 한다. 높은 가격과 안전성, 착용 편의성 등이 대중화를 가로막고 있는 것이다.

그러나 최근 일본의 벤처기업 이노피스(Innophys Co.)는 10만 엔(약 108만 원) 대의 작업 보조 슈트 ‘머슬 슈트(Muscle Suit)’를 출시했다. 머슬 슈트는 무거운 물건을 올리고 내리는 작업이나 상체를 구부린 자세로 작업을 수행할 때 도움을 주는 웨어러블 로봇이다. 백팩처럼 등에 메고 벨트를 조여 사용한다. 또한, 무게가 가볍고 상대적으로 가격도 저렴해 판매가 늘고 있다. 구체적으로 머슬 슈트는 인간의 활동성을 높이면서도 압박감이 없어 피로하지 않고, 착용감도 편안하며, 언제 어디서나 구매 가능할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 웨어러블 로봇은 인간의 삶 전반에 많은 변화를 가져다줄 것이다. 고령자와 장애인에게는 새로운 삶의 활력과 희망을 줄 것이며, 산업현장에서는 노동의 질을 개선해 생산성을 높일 것이다. 웨어러블 로봇은 인간의 능력을 보완하고 지원하는 도구이자 수단이다. 최근 몇 년간 다양한 분야에서 웨어러블 로봇에 관한 각종 아이디어와 특허 기술이 등장하고 있는 것을 보면, 2020년대는 향상된 사용성에 합리적인 가격을 겸비한 웨어러블 로봇이 등장해 본격적인 태동기가 시작될지도 모른다.

그러므로 소프트타입의 인공근육, 옷감 근육, 또는 이를 활용한 근육 옷 등 웨어러블 로봇의 핵심부품에 대한 정부의 개발 지원이 필요하다. 또한, 급속도로 성장하는 웨어러블 로봇 시장에 발 빠르게 대응하기 위해서는 안전성, 신뢰성 높은 소프트웨어 개발과 이를 사전에 검증하고 분석 결과를 공유하기 위한 통합 플랫폼 역시 필요하다.

[바이오타임즈=나지영 기자] jyna19@biotimes.co.kr

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