지난 16일 한국기계연구원 대구 분원 의료기계연구실. 연구자들의 시선은 한 사람을 향했다. 강범규씨가 인공지능(AI) 기술이 적용된 의족을 우측 다리에 차고 있었다. 그가 태블릿PC로 의족을 조절해 걷기 시작하자, 연구자들과 강씨의 입에선 탄성이 나왔다.

강씨는 "그동안 걷는 것 자체를 포기하고 싶을 정도로 힘들었다"면서도 "이게(의족) 다리를 잡아주고 압박을 분산해주니깐 걷는 게 정말 편하다"고 했다.

기계연에 따르면 강씨는 수년 전 건강상의 이유로 오른쪽 다리를 절단했다. 남들처럼 사고가 아니었기에 상심이 더 컸다고 한다. 급작스레 찾아온 시련이었지만 강씨는 주저앉지 않았다. 지난해부터 기계연 프로젝트에 참여해 스마트 의족 기술개발을 돕고 있다.

강씨는 "연구에 참여하면서 기술이 정말 중요하다는 사실을 깨닫는다"며 "기술 고도화를 통해 비용이 저감돼 많은 환자들이 혜택을 받았으면 좋겠다"고 말했다.

움직일 때마다…AI가 의족 실시간 감지해 착용 '최적화'기계연은 AI 기반 '의족 소켓'(Socket·환부와 맞닿는 부위)을 국내 최초 개발했다. AI는 의족과 환부가 맞닿는 부위를 실시간 감지한다. 이를 통해 의족이 환부에 밀착되지 않을 경우, 소켓에 공기를 자동으로 채워줘 사용을 최적화한다. 의족이 환부에 밀착해 압력이 가해졌을 땐 반대로 공기를 빼준다.

특히 연구진은 의족 소켓 내 압력 상태를 사용자가 체크할 수 있도록 태블릿PC나 스마트폰 애플리케이션(앱)과 연동했다. 의족 착용자는 자동 또는 수동으로 소켓 내 공기를 주입·배출할 수 있다. 앱에선 보행 안정성을 분석하는 그래프가 만들어진다. 안정성을 지속 판단해 평지·계단·경사로 등 환경 변화에 따라 의족 소켓이 공기를 주입하거나 배출해 환부에 부담을 줄여준다.

이강호 기계연 의료기계연구실 박사는 "의족과 맞닿는 환부는 혈액순환이나 피부조직 상태 등에 따라 부피가 수시로 변한다"며 "이 기술은 최대 15%까지 환부 부피 변화에 대응할 수 있으며 압박을 분산해 의족 착용에 따른 통증을 완화할 수 있다"고 강조했다.

연구팀은 연내 관련 기술을 기업에 이전해 내년 상용화를 목표 중이다. 이 박사는 "후속 연구를 통해 의족 착용자들의 삶의 질 개선에 기여하고 국내 의료기기 기술력 향상에 기여하겠다"고 밝혔다.