광주과학기술원, 속도 조절되는 '적응형 워커'
촉각센서, 관성센서 탑재...AI로 움직임 예측
촉각센서, 관성센서 탑재...AI로 움직임 예측
광주과학기술원(GIST)은 김경중·김승준 AI융합학과 교수 연구팀이 미국 MIT 컴퓨터과학·인공지능연구소와 공동으로 AI 기술을 적용한 보행 보조로봇 '적응형 워커'를 개발했다고 11일 밝혔다.
기존 보행 보조기술은 인지 기능이 저하된 고령자가 조작하기 어렵고 다양한 실내외 환경에 즉각 대응하기 쉽지 않은 한계가 있다. 경사로에서 균형을 유지하거나 보행 속도 조절도 어려워 상용화에 장애물으로 작용해 왔다.
연구팀은 AI와 센서 기술을 활용해 사용자의 인지 부담을 줄이고, 주변 환경에 능동적으로 대응하는 적응형 워커를 개발했다.
우선 워커의 팔받침 부분에 자체 개발한 고해상도 촉각센서를 부착해 사용자의 팔 움직임을 정밀 감지한다. 센서가 수집한 데이터는 인공신경망 기반의 AI 모델이 분석해 로봇의 모터 제어에 반영함으로써 별도 버튼 조작 없이 사용자의 자연스러운 움직임만으로 속도 조절이 가능하다. 실험 결과, 사용자의 보행 속도를 20% 이내 오차로 정확히 예측해 속도를 제어했다.
연구팀은 로봇에 지면의 기울기를 실시간 감지하는 관성측정센서도 탑재해 경사로에 진입한 사용자의 균형을 유지할 수 있게 설계했다. 관성측정센서는 가속도계와 자이로스코프를 결합한 장치로, 물체의 이동과 회전, 기울기 등 자세 변화를 실시간으로 측정한다.
실험에서 로봇이 1도 이내의 오차로 수평을 유지하며 경사로에서도 안정적으로 자세를 유지했다.
김경중 GIST 교수는 "이번 연구는 기존 보행 보조장치의 한계인 조작의 복잡성과 안정성 문제를 극복해 고령자에게 보다 안전하고 직관적인 이동 지원에 도움을 줄 수 있는 기술적 해법을 제시한 것"이라며 "앞으로 더 많은 기능을 갖춘 보행 보조장치를 개발할 계획"이라고 말했다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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