헐리우드 영화 어벤져스 시리즈 주인공 ‘아이언맨’은 ‘로봇 슈트’를 입고 자동차보다 빨리 달리거나 하늘을 비행하며 영웅적 활동을 한다.

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마법과 같은 ‘아이언맨 슈트’가 더이상 공상과학(SF) 영화 속 이야기만은 아니다. 고령자나 환자 또는 하반신마비 장애인이 입기만 해도 벌떡 일어나 힘차게 걸을 수 있도록 신체 기능을 강화 또는 보조하는 ‘웨어러블(Wearable) 로봇’ 일상화 시대가 다가왔다. 웨어러블 로봇 기술은 어디까지 왔을까.

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1일 로봇 전문가들에 따르면 최초의 웨어러블 로봇은 1960년대 중반 미국 제조사 제너럴일렉트릭(GE)이 근로자의 근력을 증강하기 위해 개발한 ‘하디맨(Hardi-man)’이다. 웨어러블 로봇은 휴머노이드(Humano

id) 로봇보다 20여년 먼저 서비스를 목적으로 연구·개발돼 왔다.

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2010년대 들면서 웨어러블 로봇에 적합한 고출력 전기모터들이 개발되고, 실시간 제어가 가능한 프로세서가 급속도로 발전하면서 기술 연구와 상용화가 본격화됐다.

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웨어러블 로봇에는 외골격 본체 외에도 인체의 심장에 해당하는 ‘전기모터’, 감각 신경에 해당하는 ‘센서’, 에너지에 해당하는 ‘배터리’, 근육과 관절에 해당하는 ‘액추에이터’ 등 구동 장치가 핵심이다.

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이를 위해 △적합한 구동력을 제공하는 ‘고토크·고출력 전기모터’ △사용자에게 저항력을 가하지 않고 정밀한 토크 제어가 가능한 기술인 ‘무저항 정밀구동장치’ △사용자의 관절과 전기모터 사이에 선형성이 높은 탄성체를 설치해 정밀한 보조력을 생성하는 ‘직렬 탄성 메커니즘’ 등이 필수적이다.

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하드웨어적 요소뿐만 아니라 머신러닝 기반으로 사용자의 움직임을 학습하고 최적화해 적응 시간을 단축시키는 ‘인공지능(AI) 기술’, 비전 카메라를 통한 ‘영상정보 분석’, 빠른 반응과 정확한 제어를 위한 ‘실시간 제어 프로세서’, 개인별 신체 특성에 맞는 보행 패턴을 생성하는 ‘궤적 생성’ 기능 등 소프트웨어 기술도 융·복합적으로 구현해야 한다. 이 밖에 로봇의 무게를 줄이는 ‘경량화’ 기술과, 유연한 재료로 자연스러운 움직임을 제공하는 ‘소프트 로봇’ 기술도 주요 요소다.

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시장조사업체 스트래티스틱스 마켓리서치 컨설팅(Stratistics Market Research Consulting)이 2024년 6월 발행한 보고서를 보면, 글로벌 웨어러블 로봇 시장 규모는 2024년 연간 약 17억9000만달러(약 2조6345억원)으로 추정된다. 오는 2030년까지 6년간 연평균 성장률(CAGR) 44.4%를 기록하면서 약 162억3000만달러(약 23조8873억원)로 커질 전망이다.

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해외에서는 2010년대부터 미국 ‘엑소바이오닉스’(옛 버클리바이오닉스), 일본 ‘사이버다인’, 프랑스 ‘원더크래프트’, 스위스 ‘호코마’, 이스라엘 ‘리워크로보틱스’ 등 주요 기업들이 웨어러블 로봇 시장을 선점하며 본격 제품 출시 경쟁을 벌이고 있다.

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국내에서는 최근 △의료 및 재활 △산업 현장 △근골격계 보호 및 근력 증강 △일상생활 및 헬스케어 △국방 △엔터테인먼트 등 다양한 분야에서 웨어러블 로봇의 활용 가능성이 커지고 있다. 가상현실(VR)과 결합한 메타버스 및 게임 분야로도 적용이 확대될 전망이다. 이렇듯 관련 수요가 늘고 빠른 시장 성장이 예상되면서, 여러 기업과 연구기관에서 다양한 목적으로 특화한 웨어러블 로봇 연구·개발 경쟁에 뛰어들고 있다.

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