[이 기사에 나온 스타트업에 대한 보다 다양한 기업정보는 유니콘팩토리 빅데이터 플랫폼 '데이터랩'에서 볼 수 있습니다.]

한국생산기술연구원(생기원)이 사용 부담을 대폭 줄인 무릎 보조 웨어러블(착용형) 로봇을 선보였다. 생기원 인간중심로봇연구부문 안범모 수석연구원 연구팀은 부품 수를 최소화하고 고성능 소형 모터를 적용한 무게 1.1㎏의 무릎 보조 로봇 '에어니(AirKNEE)'를 개발했다고 9일 밝혔다.

최근 일부 지자체가 장시간 이동·작업이 필요한 환경공무관 등에 무릎·고관절 보조 로봇을 보급하는 등 현장 도입이 확대되는 가운데, 연구팀은 착용 편의성과 장시간 사용 시 피로·압박 저감에 초점을 맞춰 경량화를 추진했다. 프레임은 가볍고 강도가 높은 PA12(폴리아미드12) 소재로 제작하고, 전장부(전원·제어)는 최적화 설계를 통해 3셀 배터리를 탑재했다. 구동부에는 토크 밀도가 높은 소형 서보모터를 적용해 크기를 줄이면서도 충분한 출력을 확보, 기존 약 2.1㎏ 수준이던 무릎 보조 로봇의 무게를 절반 가까이(1.1㎏) 낮췄다.

무게를 줄이면서도 정밀 제어로 보행 지원 성능은 오히려 끌어올렸다. 보행 신호를 실시간 인식하는 6축 IMU(관성측정장치) 센서가 발뒤꿈치 접지와 스윙(다리 전방 신전)을 감지해 무릎 신전 타이밍을 정확히 지원한다. 그 결과 무릎에서 발생하는 최대 토크 31.4N·m의 40% 이상(70㎏ 성인 기준) 을 보조할 수 있다는 설명이다.

실험에서도 효과가 확인됐다. 20㎏ 중량 조끼를 착용하고 보행한 결과, 로봇 착용 시 종아리 근활동은 약 21%, 허벅지 근활동은 약 17% 감소해 하지 근육 부담이 유의미하게 줄었다.

사용 편의성도 강화했다. 내부 기계 저항을 0.2N·m 수준으로 낮춰 전원이 꺼진 상태에서도 로봇을 착용하지 않은 것처럼 무릎을 자연스럽게 굽히고 펼 수 있다. 또한 스포츠형 무릎 보호대 구조의 프레임을 채택해 안정성을 높였고, 제어기·센서·배터리 일체형 설계로 탈부착과 휴대가 용이하다.

에어니는 지난 7월 미국에서 열린 국제로봇학회 '유비쿼터스 로봇츠'(Ubiquitous Robots) 2025'에서 최우수 어플리케이션상을 수상하며 기술성과 실용성을 인정받았다. 안범모 수석연구원은 "에어니는 보행뿐 아니라 착석·기립, 계단·경사로 이동 등 다양한 일상 동작에서 근육 활동을 줄여준다"며 "산업현장 근로자는 물론 일반 성인까지 폭넓게 활용할 수 있도록 연구를 지속하겠다"고 말했다.

[머니투데이 스타트업 미디어 플랫폼 유니콘팩토리]