일본산업뉴스요약

사람이 생각하는 무게를 추정
미에대학, 인체 장착형 로봇에 활용/ 센서로 데이터 해석

미에(三重)대학의 이케우라(池浦) 교수 연구팀은 물체를 들어올릴 때 사람이 그 물체의 무게를 어느 정도로 생각하고 있는지를 추정하는 방법을 고안하였다. 물체를 들어올릴 때 가하는 힘의 정도를 센서로 측정하여 견적을 낸다. 몸의 움직임을 보조하는 장착형 로봇을 사용할 때, 사용자가 생각하는 무게와 실제 느끼는 무게와의 차이가 크면 장착 로봇을 사용하기 어렵거나 사고를 초래할 우려가 있다. 신기술을 사용하면 위화감을 억제할 수 있다고 한다. 3년 이내에 기술 확립을 목표하고 있다.

-- 보조하는 힘, 위화감 없이 --
사람은 무거워 보이는 물체를 들어올릴 때 그 무게를 예측하여 처음에 많은 힘을 준다. 이 단계에서 장착형 로봇에게 정보를 전달, 로봇이 보조 방법이나 가해야 하는 힘 등을 조정하면 이용자는 위화감 없이 사용할 수 있게 된다고 한다.

장착형 로봇은 공장이나 건축 작업, 개호 등의 현장에서 몸에 장착하여 작업자의 부담을 줄여준다. 무거운 물건이나 사람을 들어올릴 수 있고, 허리에 가중되는 부하를 줄여 요통을 예방할 수도 있다. 그러나 무게가 예상과 다르면 보조하는 힘이 너무 들어가서 개호를 받는 사람이나 물건 등을 떨어뜨릴 우려도 있다.

책상 위에 놓아 둔 직육면체 물체를 들어올리는 동작으로 계측해 보았다. 물체의 내부에는 변형을 감지할 수 있는 센서가 내장되어 있어 사람이 얼마만큼의 힘을 주고 있는지를 알 수 있다. 어느 정도 들어올렸는지 감지하는 센서도 책상 밑에 장착하였다.

실험에서는 600g, 800g, 1kg으로 무게를 바꿀 수 있는 물체를 준비하였다. 참가한 10명에게 미리 물체의 무게를 알려준 후, 들어올렸을 때의 힘의 정도나 물체의 가속도 등을 계측하였다.

물체를 잡아서 들어올리려고 하는 약 0.3~0.4초 사이에 주는 힘의 변화를 측정한다. 미리 알려준 무게와 힘의 크기를 바탕으로 참가자가 어느 정도의 무게를 예상했는지 견적하도록 하였다. 물체를 빠르게 이동시키려고 할 때도 처음에 강한 힘을 주려고 하지만 파형 등을 통해 힘을 주는 방식에 차이가 있다는 것을 알았다.

앞으로는 건설 작업이나 개호 등의 현장에서 상정되는 10~20kg의 무게로도 시험을 진행한다. 다양한 무게나 동작 데이터를 수집하여 정밀도를 높인다.

장착형 로봇에 있는 근전위(Muscle Potential) 측정 데이터를 해석함으로써 이용자가 생각한 무게에 맞춰서 힘을 보조하는 기능이 가능해질 것으로 보고 있다. 기계에 조정 당하는 듯한 위화감 없이 안심하고 작업에 착수할 수 있다고 한다.

 -- 끝 --