외골격으로 근골격계의 부담을 줄일 수 있다.

요즘 외골격(엑소스켈레톤)이라는 말을 자주 듣게 된다. 물류 분야의 직원들은 무거운 물건을 상 하차하는 과정에서 근골격계에 큰 부담을 받게 된다. 이때 외골격이 신체 외부에서 지지대 역할을 한다. 관련 시장을 한 번 둘러보자.

베른트 마이엔샤인(Bernd Maienschein)

핵심 내용

  • 물류 분야에서 작업자는 등과 허리에 부담을 주는 반복 작업에 외골격(엑소스켈레톤)을 사용할 수 있다.
  • 외골격의 드라이브와 모터 제어시스템은 콤팩트하고 조용하며 직접 통합할 수 있다.
  • 클라우드 기반 외골격 플랫폼은 기계 학습을 촉진하고, AI 애플리케이션을 최적화하며, 외골격 R&D를 추진하기 위해 필요한 데이터를 제공한다.

골다공증 환자만 척추 보조기가 필요한 것은 아니다. 사내 물류의 단조롭고 반복한 작업이 작업자의 근골격계를 근력의 한계까지 이르게 한다. 그 한계를 넘어서면 작업자는 허리 통증에 대한 불만과 함께 ‘더 이상 못하겠다’라는 불만이 튀어나온다. 자본이 충족한 업체는 이러한 상황이 발생하지 않도록 복잡한 재활 조치나 복지를 제공해야 하기 위해, 이른바 외골격(엑소스켈레톤)을 제공한다. 이 외골격은 지금도 계속 개선되고 있다. 착용자는 이 외골격이 익숙해지면 착용했다는 의식조차 하지 못한다. 외골격은 특히 제조 산업과 헬스케어 또는 군대에 이미 사용하고 있지만 이 기사에서 헬스케어와 군대 분야는 다루지 않기로 한다.

런던의 IDC(International Data Corporation)는 유럽의 2021년에 대한 5개년 예측(2020년에서 2025년)에서 외골격의 총매출이 2억 8,300만 달러(원화로 3,400억 원)가 되어 ‘2025년까지 견고한 두 자릿수 성장률을 보일 것’으로 예상했다. Statista의 발표에 따라 개수로 표현하면, 약 21,000개의 외골격이 전 세계적으로 판매되고 있으며, 2025년에는 108,500개로 증가할 것으로 예상된다. 그렇다면 어깨 끈, 등 부목, 골반이나 어깨 부위의 인장력 또는 단순히 인공 지지 구조의 무게 등 외골격에게 중요한 것은 무엇인가?

외골격(엑소스켈레톤)의 새로운 제품인 German Bionic의 AI 지원 5세대 Cray X

다리를 위한 전기 자전거와 같다

이 문제를 생각할 때, 외골격을 순전히 작업 도우미로 사용하는 것에만 너무 집중해서는 안 된다. 예를 들어, 스위스 취리히의 스타트 업인 Myoswiss는 다리의 부담을 줄이기 위한 전기 자전거처럼 작동하는 경량 외골격 Myosuit를 개발했다. 이 제품은 전자 증폭을 통해 착용자의 움직임에 따라 동작을 지원한다. 이 제품은 육체노동을 위한 것이 아니라 만성 질환과 사고 또는 노화로 인한 근육 약화로 인해 다리의 움직임이 제한된 사람들을 위한 것이다. 이 ‘소프트 외골격’을 이용하기 위해서는 일정량의 잔여 근육 기능이 필수 전제 조건이다. Myoswiss의 수석 엔지니어인 글레브 코기노프는 “외골격을 위해 장치에 직접 통합하고 에너지 효율성과 성능 밀도가 높은 소형 드라이브와 모터 제어 시스템을 장착했습니다.”라고 설명하였다. 이러한 요건은 Maxon의 디지털 모터 제어 시스템 EPOS4 Module 50/8에 결합된 브러시리스 BLDC 모터 EC-i 40과 42C 기어 박스의 드라이브 조합으로 충족된다.

아우크스부르크의 German Bionic은 새로운 5세대 AI 제어 외골격Cray X Smart Power Suit로 외골격이 오랫동안 사용되어 온 생산 공장이나 물류 센터에서 벗어나 다른 산업으로 도약하기를 희망한다. 네트워크로 연결된 로봇 외골격의 글로벌 기술 리더인 German Bionic은 지난 12월 중순에 새로운 제품을 발표했다. 이 제품은 능동적 보행을 지원하고 IP54에 따른 방수 기능과 강력한 40볼트 플랫폼, 에너지 관리 시스템과 온 보딩 마법사 등을 개선하였으며, 기업이 ESG(Environmental, Social, Government, 기업의 비재무적 구성요소인 친환경, 책임 경영, 지배 구조 개선을 의미)와 지속 가능성을 구현하는 인공지능 기반의 인체 공학 조기 경보 시스템인 Smart Safety Companion이 포함되어 있다. 이 5세대 Cray X는 지난 1월 미국 라스베이거스에서 열린 CES(Consumer Electronics Show)에서 처음으로 선보였다.

suitX의 설립자이자 이전 CEO인 Dr. 호마윤 카제로니 교수(왼쪽)는 수석 연구원으로 회사에 남기로 했다. 현재 Dr. 사무엘 라이머가 Ottobock Bionic 외골격(엑소스켈레톤)의 미국 사업을 이끌고 있다.

외골격(엑소스켈레톤)과 AI

그런데 AI와 외골격이 어떻게 함께 할 수 있을까? “AI는 외골격 기술이 계속해서 발전하기 위한 기초이며 인간 증강의 미래입니다. German Bionic의 클라우드 기반 외골격 플랫폼은 이 분야에서 유일합니다. 이 플랫폼은 머신러닝(기계학습)을 촉진하고, AI 애플리케이션을 최적화하여 연구 개발을 한 단계 업그레이드하기 위해 필요한 데이터를 제공합니다.”(노르마 슈텔러, German Bionic IoT 헤드) German Bionic은 5세대 Cray X로 새로운 방향으로 그리고 중요한 단계로 나아갔다.

독일 업체이며 또 다른 공급자 Ottobock은 지금까지 주로 의료 기술 분야에서 의수, 보조기, 휠체어 등으로 수익을 올렸지만, 지난해 이 회사는 미국 외골격 전문 업체인 suitX를 완전히 인수하면서 세계 최고의 산업용 외골격 공급업체 하나로 하나로 발돋움했다. suitX는 버클리 캘리포니아 대학의 로봇 공학 및 인간 공학 연구소에서 분사한 회사이다. Ottobock이 인수 보도 자료에서 발표한 바와 같이, suitX를 인수하고 이 분야의 전문 지식을 통합하여 ‘외골격 시장을 새로운 수준으로 끌어올리고 외골격의 전 세계 확산을 촉진’하는 것이 목표이다.

독일 도르트문트에 있는 프라운호퍼 IML의 ‘Picking Lab’에는 잡기 위한 피킹 기술이 있다. 이 곳에서 다양한 WMS(창고 관리 시스템)과 외골격(엑소스켈레톤)을 이용하는 피킹 기술을 서로 비교할 수 있다.

커져가는 시장 역동성

Ottobock은 suitX와 함께 생산, 물류, 유지 보수 및 수공업 분야에 대한 전 세계적인 외골격(엑소스켈레톤) 공급자가 되었다. 우리는 이러한 직업군에 속한 작업자의 보건을 개선하고 질병으로 인한 결근과 의료 시스템의 치료 비용을 상쇄하여 사회적, 경제적 이익을 창출했습니다.”(필립 슐테 노엘레, Ottobock CEO) 필립 슐테 노엘레는 suitX를 인수함으로써 자신의 입지와 혁신 네트워크를 확장하였다. “산업 현장의 외골격 설루션 시장이 앞으로 향후 몇 년 동안 엄청난 추진력을 얻을 것으로 예상합니다.”

호마윤 카제로니는 Ottobock이 suitX를 인수한 이후에도 수석 연구원으로 회사에 남기로 했다. “Ottobock이 추구하는 ‘Quality of Life’가 인상 깊었습니다. 당사는 외골격 혁신으로 건강한 작업장을 위한 변화를 주도할 것입니다.”