날작의 케세규블로그

이번엔 스크랩이긴 하지만, 내용에 관한 저의 의견을 적어보려고 합니다.

안그래도 최근 "써로게이트" 라는 영화도 개봉하였지만, 오래전부터 인공의체에 대한 연구는 계속 되어왔고, 현재 인공 장기, 인공 관절, 인공 혈관 등 많은 기술이 실용화 되어있습니다. (원래의 천연(?) 장기에 비해서 어느정도의 효용을 보여주는지에 대해서는 관련 전공이 아니라 모르겠습니다만)
그리고 위 동영상에서 보시다시피 인공 의수, 의족도 어느정도까지 개발이 되어있습니다만... 저는 저 인공 의수의 구조 자체에 문제가 있다고 생각합니다.

일단 기본적으로 모든 시스템이 그렇지만, 비슷한 기능을 하는 시스템을 만들때 하드웨어를 간단하게 만들면 소프트웨어가 복잡해지고, 소프트웨어를 간단하게 만들려면 하드웨어가 복잡해질 수 밖에 없습니다.

인공의수는 사용자가 움직이고자 하는 신경 신호를 읽어서 작동해야합니다. 이미 인체의 신경신호는 미약한 전시 신호라는것은 밝혀져 있으니 각 신호를 기록하여 의수를 적당한 작동을 하도록 에뮬레이션 시켜주면 될것입니다만... 여기서 실제 우리의 팔이 어떤 식으로 신호를 받고 어떻게 움직이는지 고민해봅시다.

손에 아무 힘도 안주고(아무 신호도 안보냈을 경우)- 손가락은 어떤 모양을 하는가?
주먹을 꽉 쥐고 난 후/손바닥을 쫙 폈다가 다시 힘을 풀었을 때 (특정 신호가 끊겼을때)-손가락은 어떤 모양이 되는가?
같은 물건을 쥘 때 살짝 잡는가 세게 잡는가?(신호의 강약)

제가 하고 싶은 말이 무엇인지 이미 알아채셨을 겁니다.
지금과 같은 모터에 의한 관절 제어는 실제 몸의 제어와 구조자체가 다릅니다.
그리고 뇌에서 보내는 신호를 저 의수에 맞게 에뮬레이션 하는데 딜레이가 생길 수 밖에 없습니다.

아마 의체가 목적이 아니고 처음부터 사이보그를 만들 생각이라면 모터제어로도 문제가 없겠지만, 인공 의수라는 것은 인간의 육체를 대신하기 위한 것이므로 접근 방법을 다르게 봐야 한다고 생각합니다.




그래서 인공의수를 어떤 구조로 만들어야 할 것이냐?
당연히 인공 근육에 의한 제어입니다.

적당한 탄성력을 가지고있으며 전기 신호가 들어왔을 때만 수축하고, 신호의 크기에 따라 수축되는 힘이 강해지며, 신호가 끊기면 다시 원래상태로 이완되는 인공 근육... 거기에 생명주기 문제나 완충 능력 등 내구성 문제는 순전히 신소재 공학에 맡겨야만 하겠습니다만, 이미 많은 연구가 진행되고 있고 작은 실험용 로봇들은 이미 작동을 하는 것으로 알고 있습니다. (인공 근섬유의 개발은 어렵지만, 근다발 크기로 만든다면 거의 실용화 단계가 아닐까 생각됩니다;)

의수는 필요 이상의 강한 힘을 필요로 하지 않습니다. 실제로 사용자들은 일상 생활이 가능할 정도의 힘만 있으면 만족할 것이고, 실제로 강한 힘을 낼 수 있다고 해도 육체와의 연결부위에 문제가 생길수도 있으므로, 그정도의 스펙을 만들어 내는것은 현재의 모터제어 의수와 비교해서 어려운 일도 아닐것 같습니다.
(음...아마 전력은 조금 더 많이 들어갈지도 모르겠군요.-배터리 팩을 허리춤에 찬다면 어떨까요?)

이런 구조는 실제 인체와 비슷하기 때문에 소프트웨어 구조도 단순해질 것이며 사용자의 반응에 좀더 빠르고 정확하게 대응할 수 있을 것이라고 기대됩니다. (무게도 가벼워진다면 금상첨화)
아마... 가까운 미래에는 반드시 그런 구조의 의수가 나오겠지요.

※관련 논문을 아시는 분은 제보 바랍니다.