장애인용 의수에 인공지능(AI)을 활용하는 시대가 열릴 전망이다. 근육 신호패턴을 학습해 적합한 행동을 하는 'AI 의수'가 일본에서 등장했기 때문이다.
일본 전기통신대학은 최근 AI를 활용해 다섯 손가락이 개별적으로 움직이는 의수를 개발했다고 밝혔다. 손을 잡거나 펴는 단순 동작만 가능했던 기존 방식과 달리 AI 의수는 구슬을 집는 등 세밀한 동작까지 가능하다.
학습 기능을 탑재해 이용자 근육이 보내는 전기신호 패턴을 분석, 그에 맞는 움직임을 취한다. 각 손가락이 자유자재로 움직일 수 있어 일상 동작 대부분이 가능해졌다는 평가다.
기존에는 이용자가 의수에 맞는 전기신호를 보내기 위해 재활로 팔 움직임을 익히는 과정을 거쳐야 했다. 이 때문에 의수가 이용자별 차이를 반영하지 못해 사용성이 떨어졌다. 그러나 AI 의수 실험에 참여한 이용자는 이전보다 섬세한 동작이 생겨 만족한다는 반응을 보였다.
AI 의수는 무게도 330g으로 경량화해 중량에 민감할 수밖에 없는 이용자 부담도 덜었다. AI 의수로 중량이 5kg 나가는 가방을 들 수 있고 1회 충전으로 2시간 30분 연속 사용한다.
의수 기술 고도화 연구는 10년 전부터 이뤄졌다. 근육을 수축시키도록 유도하는 피부 표면의 전기신호를 기록한 것이 첫 시도였다. 표면 신호를 읽어 반응 속도가 빨라지지만 팔이나 다리 절단 수술을 한 경우에 저항이 강해 신호를 활용하기 어렵다는 장벽이 존재했다.
전기통신대 연구팀은 인공신경망과 머신러닝(ML)을 결합하는 방식으로 난관을 극복했다. 피부가 아닌 근육에 전극을 삽입하고 자극에 따른 움직임과 전기신호 데이터를 수집해 정확도를 높였다. 이 결과 이용자 패턴에 맞춰 다섯 손가락 각각 움직임이 가능한 AI 의수가 탄생했다. 이 연구팀이 개발한 AI 의수는 일본 후생노동성의 완성용 부품 인증을 받았다. 연구팀은 스타트업을 설립해 AI 의수 상용화에 나선다는 계획이다.
전기통신대 연구팀은 “기존 일본 내 의수가 수입품이어서 기능 제한과 비용 상승 문제로 개선이 어려웠다”며 “AI와 로봇 기술을 더해 연구 성과를 사회에 환원할 수 있게 됐다”고 말했다.
송윤섭기자 sys@etnews.com
