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- ‘바이오미메틱스(Biomimetics)’에 AI 기반 로봇 적응도 추정 기술 발표

- 복잡한 장비 없이 센서만으로 ‘사용자 적응 상태’ 실시간 파악… 맞춤형 로봇 제어의 길 열어

- “대사 에너지 9% 절감 효과 입증”… 기술 초격차로 글로벌 시장 리딩할 것

생체역학 기반 웨어러블 로봇 전문 기업 ㈜휴로틱스가 웨어러블 로봇의 핵심 난제 중 하나인 ‘사용자 적응(User Adaptation)’ 상태를 실시간으로 파악하는 AI 원천 기술을 개발, 세계적인 권위의 SCI급 국제 학술지에 게재하며 기술적 우위를 다시 한번 입증했다.

휴로틱스는 이기욱 대표(중앙대학교 기계공학부 교수)가 주도한 연구 논문 ‘웨어러블 관성 센서 데이터와 LSTM 모델링을 이용한 고관절 엑소슈트 보행 중 사용자 적응의 실시간 추정’이 국제 학술지 ‘바이오미메틱스(Biomimetics)’ 최신호(2026년 2월)에 게재됐다고 밝혔다.

이번 연구 성과는 그동안 웨어러블 로봇 분야에서 간과되었던 ‘사용자가 로봇에 얼마나 익숙해졌는가’를 수치화하고, 이를 별도의 고가 장비 없이 로봇에 내장된 센서만으로 실시간 진단할 수 있는 길을 열었다는 점에서 학계와 산업계의 큰 주목을 받고 있다.

“숨 가쁜 호흡 분석기 없이도… AI가 걷는 모습만 보고 ‘적응도’ 파악”

기존에는 사용자가 웨어러블 로봇에 제대로 적응했는지 판단하기 위해 산소 마스크를 착용하고 호흡 가스를 분석하여 ‘대사 에너지(Metabolic Cost)’를 측정해야 했다. 이는 장비가 크고 비싸 실제 일상생활이나 야외 환경에서는 적용이 불가능하다는 한계가 있었다.

휴로틱스 이기욱 대표는 이러한 문제를 해결하기 위해 간편한 웨어러블 센서(IMU)와 딥러닝 모델(LSTM)을 결합한 혁신적인 솔루션을 제시했다. 이 대표는 사용자가 로봇에 적응할수록 보행 패턴이 일정해지고 불필요한 움직임(변동성, Variability)이 줄어든다는 점에 착안했다.

실제 성인 남성들을 대상으로 6일간 소프트 웨어러블 로봇(엑소슈트)을 착용하고 걷게 한 결과, 훈련이 거듭될수록 보행 주기와 고관절 움직임의 변동성이 획기적으로 감소(약 37~66%)했으며, 이에 따라 보행 에너지 효율도 약 9.0% 향상되는 것을 확인했다. 이기욱 대표가 개발한 AI 모델은 이러한 미세한 움직임 변화를 감지하여, 95% 신뢰구간 내에서 사용자의 대사 에너지 효율 변화(적응도)를 실시간으로 예측하는 데 성공했다.

‘사용자를 이해하는 로봇’… 개인 맞춤형 제어 기술의 초석 마련

이번 연구는 휴로틱스가 추구하는 ‘사용자 맞춤형 로봇(Personalized Assistance)’ 실현을 위한 중요한 이론적 토대를 마련했다는 평가다. 로봇이 착용자의 적응 상태를 스스로 인지할 수 있게 되면, 초보자에게는 부드러운 보조를, 숙련자에게는 강한 보조를 제공하는 등 ‘능동적 적응 제어(Adaptive Control)’가 가능해지기 때문이다.

특히 휴로틱스의 주력 제품인 ‘H-Medi’나 ‘H-Fit’과 같은 소프트 웨어러블 로봇에 이 기술이 적용될 경우, 재활 환자나 스포츠 선수의 훈련 성과를 데이터로 정량화하고 최적의 솔루션을 실시간으로 제공하는 것이 가능해진다.

이기욱 휴로틱스 대표는 “이번 논문은 단순히 로봇을 만드는 것을 넘어, 인간과 로봇이 어떻게 상호작용하고 적응해 나가는지를 과학적으로 규명해 낸 결과”라며, “SCI급 저널 게재를 통해 입증된 휴로틱스만의 생체역학 및 AI 제어 기술력을 바탕으로, 글로벌 웨어러블 로봇 시장에서 ‘기술적 초격차’를 유지해 나갈 것”이라고 밝혔다.

한편, 휴로틱스는 앞으로도 지속적인 R&D 투자를 통해 확보되는 원천 기술들을 제품 고도화에 즉각 반영하여 ‘과학적 근거(Evidence-based)’를 갖춘 신뢰성 있는 웨어러블 로봇을 선보일 계획이다.

[참고: 논문 정보]

논문명: Real-Time Estimation of User Adaptation During Hip Exosuit-Assisted Walking Using Wearable Inertial Measurement Unit Data and Long Short-Term Memory Modeling

게재지: Biomimetics (MDPI)

저자: 이기욱(교신저자, 휴로틱스 대표) 외