뇌의 신경신호를 받아 실제 다리처럼 제어가 가능한 로봇 의족이 개발됐다. 로봇 의족을 착용한 환자는 기존 의족을 착용한 환자들보다 보행 속도도 빠르고 경사진 언덕이나 계단을 더 자연스럽게 걸을 수 있다는 게 연구진의 설명이다.
미국 메사추세스공대(MIT) 연구진은 다리가 절단된 환자의 신경계와 연결할 수 있는 로봇 의족을 개발했다는 연구결과를 1일(현지시간) 국제학술지 '네이처 메디신'에 발표했다. 이번 논문에는 송현근 MIT 연구원이 제1저자로, 연성호 연구원은 공저자로 참여했다.
기존의 의족은 신경계의 신호를 받아 작동하는 것이 아닌 미리 짜여진 보행 알고리즘에 따라 움직이는 로봇 센서와 컨트롤러에 의존해 작동한다. 이 때문에 평지를 걷는 데에는 문제가 없지만, 노면이 고르지 못한 곳을 지날 때면 멈춰설 수밖에 없었다.
휴 허(Hugh Herr) MIT 생체공학센터 소장 연구팀이 공개한 로봇 의족은 손상된 다리 부위의 신경과 의족을 연결해 뇌의 신경신호를 받을 수 있다는 것이 특징이다. 다리를 제어하기 위해 뇌에서 보낸 신호를 온전히 전달할 수 있다는 이야기다.
휴 허 교수는 "완전한 신경 조절 하에 움직이는 최초의 의족"이라며 "작용근-길항근 인터페이스(AMI) 수술법으로 다리와 의족을 연결했다"라고 했다. AMI 수술법은 다리 절단 부위의 근육과 신경을 보존해 의족을 연결해 신경 감각 정보를 회복시키는 것을 목표로 한다.
연구팀은 자체 개발한 수술을 받고 의족을 장착한 환자 7명과 일반 의족 환자 7명을 대상으로 보행과 관련된 실험을 진행했다. 그 결과 연구팀이 개발한 로봇 의족을 장착한 환자들이 기존 의족 착용그룹보다 보행 속도가 최대 41% 빠른 것으로 나타났다.
일반인과 거의 같은 속도로 걷고, 장애물도 더 쉽게 넘을 수 있다는 것이 연구진의 설명이다. 기존 의족을 착용한 그룹보다 통증도 더 적다고 보고됐으며, 실제 자신의 신체처럼 느껴진다는 게 수술을 받은 대다수 환자들의 반응이다. 현재까지 전 세계적으로 약 60명의 환자가 AMI 수술을 받은 것으로 알려졌다. 팔이 절단된 환자들에게도 사용할 수 있다고 한다.
5년 안에 상용 모델을 내놓을 수 있을 것이라고 연구팀은 기대하고 있다. 한편 연구를 이끈 휴 허 MIT 교수는 1982년 암벽을 등반하다가 갑작스러운 기상 변화로 조난을 당했다. 극적으로 구조됐지만 심한 동상을 입었고, 결국 두 다리를 잃었다.
이후 휴 허 교수는 의족을 장착하고 등반에 나섰지만, 몸을 제대로 움직이기 어려웠다고 한다. 이에 직접 의족을 개발하겠다고 마음먹었다. 이후 최첨단 기술로 보다 자연스럽게 활동할 수 있는 의족을 만들기 위해 연구개발에 몰두했다. 신체 장애가 있는 사람들에게 새로운 희망을 주는 생체공학계 석학으로 알려져 있다.
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