스마트폰용 촉각디스플레이(Taktiles Display).ⓒ한국장애인고용공단 고용개발원

독일에서 장애인 복지정책과 관련된 가장 많은 정보를 제공하는 대표적인 포털사이트 ‘REHADAT’는 쾰른독일경제연구소가 연방노동사회부의 조정기금을 지원받아 운영한다.

총 14개의 포털사이트를 통해 다양한 정보를 제공하는데, 이 중 하나가 장애인 보조기기 포털이다. 2600개 이상의 제조업체 및 유통업체가 등록되어 있으며 장애인의 일상생활과 직업생활을 지원하는 약 1만3000개의 제품이 등록돼 있다.

한국장애인고용공단 고용개발원이 최근 발간한 ‘세계장애동향’ 속 아직 시장에 출시하지 않은 첨단기술을 사용해 개발된 독일 보조기기들을 소개한다.

■스마트폰용 촉각디스플레이(Taktiles Display)

지금까지 많은 기업에서 간단한 그래픽을 점자로 표시할 수 있는 점자디스플레이를 개발했지만 너무 크고 무거울 뿐 아니라 가격이 너무 비싸 아직까지 상용화가 어렵다.

독일 Karlsruhe의 기계엔지니어인 엘리사벳 빌헬름(Elisabeth Wilhelm)은 비용효율적인 솔루션이 있어야 한다고 생각하고 박사학위를 취득하는 과정에서 컴퓨터 이미지와 그래픽을 촉각 점자 패턴으로 변환하는 편리한 모니터의 프로토타입을 개발했다.

34세의 젊은 엔지니어는 약 3000유로의 비용만으로 이미지를 구축하는데 10초도 걸리지 않는 DIN A4 크기의 가벼운 모바일 장치를 만드는 것을 목표로 삼았다.

빌헬름은 2016년 Korber재단에서 독일 연구상을 수상했는데 그녀가 개발한 프로토탑입은 300개의 터치포인트가 있는 휴대폰 크기의 모듈이었다. 시제품은 작동했지만 프라이부르크의 알버르트 루디비히 대학의 바스티안 랍(Bastian Rapp)이 이끄는 팀이 이어서 연구를 수행하고 있다.

2022년 1월 언론과의 인터뷰에서 Rapp은 시각장애인을 대상으로 한 테스트를 포함해 첫 번째 예비연구를 진행하고 있다고 밝혔으며 2023년 말까지 첫 소규모시리즈를 출시할 수 있도록 연구를 진행할 예정이다.

■후천적 뇌손상 위한 ‘배리어프리 설계’ 앱

RehaGOal 앱은 선천적 또는 후천적 뇌손상이 있는 사람들의 작업 과정을 훈련하고 지원하기 위해 개발됐다.

RehaGOal 앱은 모바일 애플리케이션과 결합된 웹 애플리케이션으로 구성되어 있으며, 베리어프리 설계, 음성 출력, 시각적 디스플레이 옵션, 사용자 맞춤형 디스플레이, 간단한 메뉴 탐색 및 저작시스템 등이 주요 기능이다.

스마트폰, 스마트워치, 스마트안경 등의 모바일 기기로 사용자를 안내하고 공간 정향 능력을 지원해 선천적 및 후천적 뇌손상을 입은 사람들의 독립성을 최대한 보장하면서 직장생활에 참여하는 것을 목적으로 한다.

■신체장애인 ‘비접촉 방식’ 인터넷 사용

Semanux는 인공 지능 기반의 시각 및 음성 제어를 사용해 신체장애인이 비접촉 방식으로 인터넷 사용을 가능하게 한다. 인터넷은 스위치, 시선 제어, 키보드, 음성 입력, 조이스틱도는 마우스의 조합으로 작동할 수 있다.

인공지능은 웹 페이지의 상호 작용을 이해하고 그에 따라 상호 작용을 조정한다. Semanux 프로젝트는 독일 연방경제에너지부와 유럽사회기금에서 지원 받아 개발되었다.

■의수·보조기기 형태 상체 외골격 로봇 ‘Exo-자켓’

프라운호퍼 연구소는 근골격계에 가해지는 부담을 줄이는 의수, 보조기 및 외골격의 형태로 몸을 감싸는 지지 솔루션을 연구하고 개발하는 연구소다. Stuttgart Exo-Jacket 기술은 수동 작업 활동 중에 상지를 적극적으로 지원하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해 바이오메카트로닉(Bio-Mechatronics) 시스템 부서에서 모듈식 외골격 시스템을 지속적으로 개발하고 있다. 기술(기계 장치, 구동 기술, 센서, 제어기술) 및 인간 중심(바이오메카닉, 인체 공학, 안락공학, 의학) 영역을 모두 포괄하는 역량을 갖춘 학제 간 팀이 개발을 주도한다. 생체역학적 상호작용과 편안한 착용감을 정량화하는 것 외에도 혁신적인 제어 접근 방식과 소프트웨어 개발자가 연구 개발 작업의 핵심이다.

외골격은 전기로 작동되는 갑옷형태로 상체의 움직임을 지원한다. 예를 들어 들어 올리는 동작, 머리 위 조립 작업 등 근골격계를 완화 등이 주요 기능이다. 결과적으로 들어 올리기, 내리기 및 특정 장소에 물건을 배치하는 활동에는 적은 양의 힘만 필요하게 된다. 제어는 위치 센서가 있는 BLCD 모터를 통해 이루어진다.

프라운호퍼의 최신 시스템인 Stuttgarter Exo-Jacket 2는 특히 무릎과 어깨 높이 사이의영역에서 화물을 수동으로 처리하기 위한 물류 영역에서의 활용을 목표로 한다. 내장된 드라이브 모듈은 팔꿈치와 어깨 관절의 굴곡과 확장을 능동적으로 지원하며, 어깨와 팔뚝의 추가적인 수동적 장도는 상지가 외골격의 제약이 거의 없이 움직일 수 있도록 한다. 각 팔에 대한 전원 지원은 손에 있는 작은 푸시 버튼으로 활성화한다.

Exo-Jacket은 앞으로 착용자의 움직임과 생체 신호를 기록하고 해석해 사용자의 의도를 자동으로 인식해 지금보다 더 직관적인 작동이 가능하도록 개발될 예정이다.

■물리적 하중 경감 ‘외골격 로봇시스템’

외골격 ErgoJack은 상체에 착용하는 로봇시스템이다. 제조, 물류 및 서비스산업에서 격렬한 신체 활동을 하는 노동자들의 물리적 하중을 경감하기 위해 개발됐다.

ErgoJack은 작은 센서로 사람의 움직임을 기록하고 최적의 움직임 패턴을 실시간으로 비교하여 진동 알람을 통해 즉각적인 피드백을 제공한다.

이를 통해 자세를 조정하거나 움직임을 올바르게 수행할 수 있다. ErgoJack은 인공 지능 및 기계 학습 방법으로 작동하며 생각할 수 있는 모든 움직임 패턴을 훈련할 수 있기 때문에 다양한 영역에 투입될 수 있다.