<세계최고 우리기술>(8)재활공학기술

◆재활공학연구센터 문무성 소장

조만간 우리는 공상과학영화에 등장하는 ‘600만불의 사나이’나 ‘로보캅’과 같은 인조인간의 구현이 국내 재활공학 기술에 의해 현실로 이뤄질 것으로 보인다.

　이는 국내 기술로 질병이나 불의의 사고로 인해 팔 다리가 없는 장애인을 위해 이미 컴퓨터가 내장된 첨단 인공지능 의지를 개발함으로써 손상 이전 정상적인 다리의 80% 이상 기능을 회복시키는 놀라운 기술력을 보유하고 있어 세계가 주목하고 있기 때문이다.

　그러나 이 분야에 있어 우리가 개발한 인공지능 의지는 단지 시작에 불과한 제품이다. 향후 수년내 인체의 스텀프(절단부)와 기계(인공지능 의지)가 직접 연결되는 사이버그 기술을 우리나라가 세계 최초로 개발할 것을 자신하고 있어서다.

　이제까지 기존의 의지가 단순히 소켓이라는 매개체를 이용해 인체의 스텀프에 연결돼 보행을 도와주었으나 앞으로 절단부의 골 조직(대퇴뼈)에 직접 의지를 연결해 보행감각 기능을 회복시킴으로써 일반 정상인과 다름없는 운동기능 복원이 가능하게 될 것이다.

　얼마전 미국 듀크대학 신경생물학자인 미구엘 니콜리스 박사는 ‘벨르’라는 원숭이의 머리에 기계를 덮어 씌우고 4개의 소켓을 옆방에 설치된 컴퓨터에 연결한 후 원숭이의 뇌에서 발생하는 신호를 감지, 기계와 팔을 움직이는 실험을 했다. 니콜리스 박사는 “장기적으로 전신이 마비된 장애인들도 몸을 움직이지 않고 원하는 대로 작업을 할 수 있게 될 것”이라고 말했다.

　일명 ‘뇌-기계 인터페이스(BMI, Brain-Machine Interfaces)’기술은 궁극적으로 인간의 뇌와 기계를 연결해 생각만으로 원하는 대로 컴퓨터와 기계를 작동할 수 있게 하는 것이다.

　이런 연구는 미국에서 활발히 진행중이며 전 세계적으로도 거의 초보적인 단계에 머물러 있다. 그런데 이 기술 개발이 국내에서 본 궤도에 올라 활발히 연구가 이루어지고 있어 우리의 기술력이 세계 최고임을 자부할 수 있다.

　인간 뇌 신호에 의한 기계의 직접제어는 재활기기분야의 획기적이며 혁신적인 일대의 사건이 될 것으로 전망된다. 의족과 의수도 뇌의 명령에 의해서 마음대로 제어될 뿐만 아니라 마비환자들의 이동수단인 휠체어도 뇌 신호에 의해 자유로이 움직일 것이기 때문이다.

　우리나라는 국내에서 특수 알루미늄 합금을 개발해 이동과 다루기가 편리하게 제작된 저비용·고강도·초경량(8㎏ 이내) 휠체어를 개발하는 데 성공했다. 이것은 기존 외국 휠체어에 비해 내구강도는 향상시키고 무게는 30% 이상 경감된 제품이다. 또한 수동과 전동의 기능을 동시에 지닌 수동·전동 전환형 휠체어가 개발돼 휠체어 분야에서도 우리 기술이 이미 세계 최고 수준에 이르고 있다.

　그러나 이러한 기존의 마비환자를 위한 보행보조장치들은 환자의 손실된 기능을 회복시켜주는 것이 아니라 단지 생활의 불편을 최소화시키는 지지대 역할만을 수행하는 한계성이 있다. 즉 마비환자들의 참을 수 없는 불만은 팔다리의 마비상태를 그대로 유지한 채 수동적인 보조장치들에 의존해 평생을 살아간다는 것이다. 이것을 해결하는 방안은 없을까.

　단적으로 말해서 불가능한 일은 아니다. 그 대표적인 것이 바로 초소형 동력 보조기(power orthosis)다. 마비환자의 관절마다 초소형 동력보조기를 달아줘 이를 통해 신체균형을 유지하고 체중을 지탱해줌으로써 자연스런 보행을 가능하게 하는 것이다.

　우리나라는 이를 위해 현재 초소형·경량·고출력 동력보조기(Actuater)를 개발하고 있으며 정상인의 보행형태로 만들어 주기 위해 피드백 시스템에 의한 환자별 일정한 운동을 구현하는 퍼지기능 칩도 개발하고 있다.

　21세기에 곧 장애가 없는 세상이 열릴 것이다. 신체 장애는 이제 첨단 재활기기의 도움으로 극복되기 때문이다. 국내 재활공학 기술은 이미 선진국을 능가한 최고 수준에 근접, 세계 최고의 재활복지 서비스국가를 구현할 것으로 예상된다.