[스케일업] 휴로틱스 [1] “더 멀리 더 빠르게 걷고 뛸 수 있는 옷이 있습니다”

[스케일업 x 권역 BI] 스케일업코리아가 '동국대학교·서강대학교·서울과학기술대학교·이화여자대학교·한국기술벤처재단' 소재 창업보육센터들과 함께 '권역 BI 컨소시엄(서울과학기술대학교 주관)' 스케일업 프로그램을 진행합니다. 이번 프로그램은 컨소시엄의 각 BI 센터가 선정한 유망 스타트업을 인터뷰로 소개하고, 그들의 비즈니스모델을 분석해 나아갈 방향을 제시합니다. 마지막으로 스타트업이 해결하고자 하는 문제에 맞춰 전문가를 소개해 도움을 드리고자 합니다.

[IT동아 권명관 기자] 영화 아이언맨을 떠올려 보자. 주인공 토니 스타크는 작은 원자로를 장착한 슈트를 입고 일반적인 사람이 발휘할 수 없는 엄청난 능력을 발휘한다. 하늘을 날고, 도저히 들어올릴 수 없는 무거운 물건도 척척 옮긴다. 몸에 착용하는 로봇의 힘을 빌려, 마치 초인·신과 같은 모습으로 지구를 지켜낸다.

지난 2022년 7월 설립한 휴로틱스(Hurotics)는 보행을 보조하고, 재활치료할 수 있는 의복 형태의 의료용 소프트 웨어러블 로봇슈트를 개발하는 스타트업이다. 아이언맨이 입는 슈트의 기능 일부를 현실로 구현한 셈으로, 휴로틱스의 로봇슈트는 사람이 걷거나 뛰기 위해 움직이는 근력을 보조할 수 있도록 돕는다. 보다 편하게 걷고, 뛸 수 있도록 돕는 로봇슈트다.

휴로틱스를 설립한 이기욱 공동대표는 “세상을 바꿀 수 있는 기술을 연구개발하고 싶었다. 사람을 돕는, 사회를 발전시킬 수 있는 기술을 연구하면, 이를 활용해 언젠가 세상을 바꿀 수 있다고 생각했다. 하지만, 현실은 녹록치 않았다”라며, “연구실에서 연구만 잘하면 시장에서 활용될 것이라고 생각했지만, 현실은 그렇지 않았다. 논문 속 기술을 끌어내기 위해서는 현실 속에서 많은 문제를 해결해야만 한다. 로봇슈트도 마찬가지다. 7년 이상 로봇슈트를 연구했지만, 세상의 변화는 빠르지 않았다. 지난 7월, 휴로틱스를 설립한 이유”라고 설명했다.

사람을 돕겠다는 꿈, 보행 보조 로봇슈트를 개발했습니다

IT동아: 보행을 보조하는 로봇슈트… 신기하다. 아니, 놀랍다고 할까. 아이언맨처럼 사람이 입기만 하면 특별한 능력을 발휘하는 것 아닌가. 어린 시절 누구나 한번쯤 상상했던 일이지 않나.

이기욱 대표(이하 이 대표): 하하. 현재 개발하고 시중에 선보이고자 노력하고 있는 제품은 보행 보조 로봇슈트이지만, 우리가 궁극적으로 추구하고 있는 것은 ‘사용자 맞춤형 로봇슈트 솔루션’이다. 솔루션이라고 소개하는 이유는, 몸에 착용하는 옷 형태의 하드웨어, 로봇슈트만 개발하는 것이 아니기 때문이다. 사용자의 움직임에 맞춰 동작을 보조하는 소프트웨어도 필수다.

동작을 보조하는 로봇슈트는 결코 단순하지 않다. 걷기 위해 오른발을 앞으로 내밀었을 때, 사용자가 불편하지 않도록 보조해야 한다. 타이밍이 중요하다. 애매한 타이밍에 외부에서 힘이 들어오면 오히려 자연스러운 동작을 방해할 수 있다. 달리기 보조 로봇을 입고 뛰었더니 오히려 입기 전보다 에너지 소모가 커진 연구 결과도 있다. 즉, 사용자마다 조금씩 다른 움직임을 보조해야 한다. 이를 위한 하드웨어와 소프트웨어를 모두 준비해야 하는 이유다.

IT동아: 동작 방식이 궁금한데.

이 대표: 뼈와 뼈 사이의 근육이 수축하면서 걷는 방식을 기능성 천과 와이어로 따라했다. 옷이 뼈대 역할을, 와이어가 근육 역할을 한다. 걷고 뛰는 움직임을 감지하고 적절한 타이밍에 맞춰 허벅지 벨트에 걸려 있는 와이어를 당겨준다. 걷고 달리는 게 대수롭지 않아 보여도, 사람이 태어났을 때부터 평생 훈련해 습득한 최적의 동작이다. 즉, 몸에 최적화된 것을 더 좋게 돕는 과정은 결코 쉽지 않다. 결과적으로 일반인 대상으로 테스트한 결과, 걸을 때 사용하는 신체 에너지의 15%를 줄일 수 있었다.

IT동아: 오랜 연구 과정이 필요했을 것 같은데.

이 대표: 휴로틱스는 2022년 7월에 설립했지만, 2018년부터 중앙대학교 보조 및 재활로봇 연구실에서 5년 이상 보행 보조 로봇슈트를 개발했고, 연구실을 설립 전인 2016년부터 하버드대학교에서 박사후 연구원으로 관련 프로젝트에 2년 가량 참여하기도 했다. 정리하자면, 한국에 돌아오며 연구실을 설립했고, 연구실에서 기술을 고도화하며 지금의 휴로틱스까지 이어졌다.

자기 자랑 같아 말하기 쑥스럽지만, 하버드대학교에서 참여한 연구 프로젝트는 2019년 8월 국제 학술지 ‘사이언스(Science)’ 표지에 게재되며 많은 관심을 받기도 했다(웃음).

IT동아: 7년 이상 연구실에서 연구한 성과를, 직접 시장에 선보이는 셈이다.

이 대표: 맞다. 개인적인 목표다. 진정으로 사람을 돕는 기술을 연구하고 싶었다. 어떤 연구 논문은 모기의 침 모양을 분석하고, 피부를 어떻게 꿰뚫는지 등을 다룬다. 관련 학문 분야에서 인정받는 논문이겠지만, 해당 연구를 통해 사람들의 일상을 변화시킬 수는 있을까? 사람이 입을 수 있는 로봇, 로봇슈트를 연구한 이유다.

그리고 막연하게 생각했다. 언젠가 연구한 결과가 시장에 등장해 사람을 도울 수 있을 것이라고. 하지만, 현실의 벽은 높았다. 연구실에서 꾸준하게 데이터를 만들고, 의미있는 성과를 내더라도, 이를 제품화하기 위한 장벽은 의외로 높았다. 그렇게 고민하던 끝에 같은 연구 과정에 참여한 양승태 연구원과 함께 직접 시장에 제품을 선보이고자 휴로틱스를 설립했다.

사람을 움직이는 것이 아니라, 사람이 움직이는 것입니다

IT동아: 왜 하필 보행 보조 로봇슈트인지 궁금하다.

이 대표: 하하. 달리기와 운동을 좋아했다. 서울대 마라톤 동아리 '달리샤' 창립 회원이기도 하고…, 자연스럽게 웨어러블 로봇 분야에 관심을 가졌다. 웨어러블 로봇을 해야겠다고 결심한 순간은 미국 MIT의 휴 허 교수 강연 영상을 보고 나서였다. 보스턴 마라톤 테러 사고로 다리를 잃은 댄서가 휴 허 교수가 개발한 의족 로봇 덕에 다시 춤을 췄다. 영상을 보고 난 뒤 다른 사람을 돕는 로봇을 개발할 수 있지 않을까 생각했다.

그렇게 로봇슈트를 연구하며 어디에 활용할 수 있을까 고민했고, 먼저 찾은 결과가 보행 보조 및 재활치료를 돕는 로봇슈트다. 우리 사회는 빠르게 고령화 시대로 접어들고 있다. 통계청에 따르면, 65세 이상의 국내 고령 인구는 2021년 853만 명에 이르고, 2030년 1,298만 명, 2050년 1,900만 명으로 늘어난다. 점점 나이를 먹을수록 근감소증, 파킨슨병 등으로 인해 10명 중 1~2명은 제대로 걸을 수 없는 보행 질환에 시달린다. 마땅한 치료제도 없는 상황이고.

고령자, 경증 보행환자 등 제대로 걸을 수 없는 사람에게 우리의 로봇슈트를 제공할 수 있다고 생각했다. 이에 병원 및 의사들로부터 의견을 받았고, 기존 재활치료를 위해 사용하는 제품 대비 우수성을 인정받으며 자신감을 얻었다. 실제 병원과 함께 보행 질환으로 진단 받은 환자를 대상으로 임상시험도 준비하고 있다.

IT동아: 시장 조사를 통해 타겟을 결정한 것인데.

이 대표: 하나의 상품으로 시장에서 경쟁력을 발휘할 수 있다고 자신한다. 병원과 협력하는 과정에서 좋은 의견을 많이 받았다. 특히, 다른 제품 대비 가격면에서 경쟁력을 발휘할 수 있으며, 기존 보행재활로봇 대비 환자에게 맞춤형 치료를 제공하기 용이하다는 의견을 받았다.

우리의 로봇슈트는 옷에 가깝다. 로봇슈트는 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 골격을 단단하게 지지하는 외골격 형태의 ‘엑소스켈레톤(ExoSkeleton)’과 옷처럼 입을 수 있는 ‘엑소슈트(ExoSuit)’다. 최근에는 두 가지 형태를 모두 로봇슈트라고 언급하지만, 엄밀히 말해 형태부터 동작하는 방식이 다르다. 엑소스켈레톤은 사람이 그 안에 들어가는 형태다. 로봇이 대부분의 동작을 담당하는 형태다. 반면, 엑소슈트는 사람의 움직임을 보조하는 옷이다.

보행환자의 재활치료를 위해서는 엑소스켈레톤 구조가 아닌 엑소슈트가 용이하다. 환자가 근육을 움직이고, 이를 보조하는 형태여야 한다는 뜻이다. 휠체어에 앉은 환자는 다리를 움직이지 않고 이동한다. 재활치료라는 측면에서 볼 때, 효과는 크지 않다는 뜻이다. 이동한다는 목적에는 충실하지만, 잘 걷도록 돕는다는 목적에는 부합하지 않는다.

IT동아: 이해했다. 로봇에 들어가는 것이 아니라 입는다는 의미가 어떤 것인지.

이 대표: 보행환자와 의사, 병원 관계자들과 인터뷰하며 어떤 것을 담아야 하는지 파악했다. 기존 보행재활로봇은 트레드밀과 같은 형태에 사람이 온 몸에 각종 장비를 착용하고 올라가서 걷는, 대형 관측 장비에 가깝다. 때문에 병원에서도 재활치료실과 같은 곳에 많아야 1~2대 정도만 구비해 시간을 쪼개 환자의 재활을 돕는다. 1병원 1재활로봇 정도다.

휴로틱스의 로봇슈트는 1환자 1재활로봇을 추구한다. 보행환자가 언제 어디서든지 착용할 수 있고, 일상 생활 속에서 입고 돌아다니며 재활할 수 있도록 돕는다. 병원에 입원한 환자가 옷처럼 입고 화장실을 가고, 퇴원한 환자가 집에서 슈퍼를 갈 때 입고 돌아다닐 수 있다는 뜻이다. 병원과 가정, 일상 생활에서 자연스럽게 재활할 수 있도록 돕고자 한다.

IT동아: 병원에서 재활치료용으로 입던 로봇슈트를 퇴원하며 그대로 가지고 나가 일상에서도 착용할 수 있겠다.

이 대표: 맞다. 병원의 전문적인 치료를 위한 B2B 시장과 함께, 개인이 일상에서 사용할 수 있는 B2C 시장으로도 확장할 수 있다. 고령자가 많은 지방에 더욱 유용하다. 고된 노동을 동반하는 농업에 주로 종사하는 분들은 대부분 시골에 계신다. 병원과 아무래도 멀 수밖에 없고, 지방의 병원은 수도권 대비 관련 시설을 제대로 갖추기 어렵다. 때문에 로봇재활은 꿈도 꾸지 못한다.

충주에 위치한 한 재활병원은 65세 이상의 고령 환자가 매일 출근하듯 방문한다. 무릎이 시리고 아픈 환자에게 물리치료를 주로 제공하는데, 흔히 말하는 뼈 주사 한번을 맞기 위해 환자는 먼 거리를 이동한다. 통증을 완화하는 물리치료를 제공하는데 그친다. 만약 우리의 로봇슈트를 상용화한다면, 통증 완화가 아닌 재활에 맞춰 제공할 수 있지 않을까?

휴로틱스는 ‘맞춤형 로봇슈트’를 개발합니다

IT동아: 재활치료는 사람이 움직여야 한다는 것 아닌가.

이 대표: 맞다. 엑소스켈레톤은 (로봇이) 사람을 움직인다. 엑소슈트는 사람이 (로봇을) 움직인다. 이 차이가 재활치료의 가능성을 높인다. 특히, 각 근육의 움직임을 감지하고, 걷고 뛰는데 필요한 근육만을 보조하는 휴로틱스의 맞춤형 기술이 재활치료에 도움되는 것을 확인했다.

다시 한번 강조하지만, 휴로틱스의 로봇슈트는 ‘맞춤형 솔루션’이다. 사용자 각 개인의 움직임을 파악하고, 근육이 어떻게 움직이는지 확인한 뒤, 약화된 근육을 움직여 걷고 뛸 수 있도록 돕는다. 여기에 인공지능 기술을 더해 로봇슈트에 학습할 수 있는 기술을 더했고, A 사용자와 B 사용자의 다른 움직임에 맞춰 보조하는 움직임을 제어한다.

이를 위해 정확한 관측 장비와 옷처럼 입을 수 있는 모듈형 로봇슈트를 개발했다. 관측장비를 통해 사용자의 움직임을 측정하고, 도움이 필요한 근육에 맞춰 개인용 로봇슈트를 제공한다. 사용자가 오래 로봇슈트를 입고 관측한 데이터가 쌓일수록 보조하는 기능은 점차 좋아진다고 자부한다. 개인에 맞춰 학습하는 로봇슈트인 셈이다.

IT동아: 모듈형 로봇슈트라는 것은, 필요에 따라 장비를 떼고 붙일 수 있다는 의미인가.

이 대표: 궁극적으로 추구하는 형태다. 로봇슈트는 옷이어야 한다. 사람마다 체형이 다르고, 키가 다르고, 움직임이 다르다. 260mm 신발을 신는 사람이 280mm 신발을 신을 수는 없지 않나. 획일화된 형태의 단단한 엑소스켈레톤이 아닌 부드러운 천 재질의 입는 엑소슈트를 지향하는 이유다.

로봇슈트에 사람이 맞추느냐, 사람에 로봇슈트를 맞추느냐의 차이다. 이를 소프트웨어와 하드웨어를 더한 솔루션으로 해결하고자 한다. 병원 현장에서 필요로 하는 의견을 받아들여 솔루션을 고도화하면, 언젠가 보행환자에게 필요한 적합한 상품을 시장에 선보일 수 있다고 생각한다.

IT동아: 재활시장 이외에도 적용 범위를 확대할 수 있을 것 같은데.

이 대표: 사용 용도는 점차 확대할 수 있다. 재활시장 뿐만 아니라, 외과 수술로 움직이기 어려운 환자를 돕는 용도로도 사용할 수 있다. 재왕절개로 아이를 낳은 산모는 입원 후 2~3일간은 쉽게 움직이기 어렵다. 그런데, 계속 누워 있으면 몸이 약해질 수 있으니 병원에서는 조금이라도 움직이며 걷기를 권한다. 움직이기 어렵다고 가만히 누워 있기만 하면, 일상 생활에 필요한 근육이 약해질 수 있지 않나. 아파도 참고 움직여야 한다. 이외에도 외과 수술로 거동이 어려운 환자는 더욱 많다.

이런 환자를 위해 로봇슈트를 사용할 수 있다. 즉, 지금은 재활치료를 위한 로봇에 집중하고 있지만, 추후 로봇슈트를 의료보조기처럼 사용할 수 있다고 생각한다.

현실적인 문제를 해결하기 위한 방안을 찾고 있습니다

IT동아: 비용적인 측면을 걱정하지 않을 수 없는데. 너무 비싸면, 아무리 좋아도 사용하기 어렵지 않나.

이 대표: 우리가 해결해야 하는 부분이다. 현재 다른 재활치료로봇보다 저렴하긴 하지만, 더욱 부담없는 가격으로 제공할 수 있도록 계속 노력하고 있다. 다만, 많은 사회적 합의도 필요하다. 비싼 치료비의 일부를 지자체, 정부가 나눠 부담할 수 있지 않을까. 의료보험처럼 말이다. 현재 병원이 재활치료로봇을 많아야 1~2대만 구비하는 이유도 고가의 장비이기 때문이다.

재활치료 이외에도 많은 노동이 필요한 산업 분야에서 관심을 보이고 있다. 실제 관련 연구도 진행 중이다. 이기욱 공동대표가 운영하는 중앙대학교 보조 및 재활로봇 연구실 ‘AR Lab(Assistive and Rehabilitation Robotics Lab)’에서 군용 로봇슈트 개발을 논의 중이며, 산에서 일하는 산림작업자를 위한 연구과제에도 참여 중이다. 5년간 250억 원 규모의 대형 연구과제에도 참여하고 있다.

이외에도 맞춤형 로봇슈트는 확장성은 더욱 크다. 스포츠 업계에서 훈련 용도로 사용할 수 있고, 부상을 입은 선수의 근력을 원상태로 복귀하기 위한 재활 용도로도 사용할 수 있다. 고된 작업을 반복하는 예를 들어, 상하차를 위해 무거운 짐을 계속 들고 옮겨야 하는 작업자의 앉고 일어서는 동작을 보조할 수도 있다. 정확한 자세를 측정하고 보조해 원하는 근력을 강화하는 피트니스, 웰니스 시장으로도 확대할 수 있다.

IT동아: 많은 인력이 연구하고 개발해야 하는 문제도 있을텐데.

이 대표: 로봇 자체가 첨단 산업이다(웃음). 하드웨어 개발자, 소프트웨어 개발자, 움직임 제어 연구원 등 많은 사람이 필요하다. 하버드대학교 연구실에서 웨어러블 로봇을 개발할 때도 기계공학 전공자, 전기·전자공학 전공자, 생체역학 전공자, 의류학 전공자 등이 함께 일했다.

휴로틱스는 중앙대학교의 보조 및 재활로봇 연구실 AR Lab과 협력하고 있다. 연구실에서 연구개발한 성과를 바탕으로 휴로틱스가 탄생했다고 해도 과언이 아니다. 중앙대학교 재활의학과와도 협력하고 있고, 현장에서 어떻게 작용할 수 있는지 다양하게 테스트하며 발전시키고 있다.

IT동아: 연구실의 기술을 현실로 구현하기 위한 어려움이라고 말할 수 있겠다.

이 대표: 많은 연구과제에 참여하며, 상품화/제품화 가능성을 찾았다. 어딘가에 꽂혀 있는 연구 논문에 그치고 싶지 않다. 지금은 보행 보조, 재활치료용 로봇슈트를 제품화하는데 온 힘을 다하고 있지만, 활용 용도는 무궁무진하다고 생각한다. 우리의 기술을 사업화할 수 있는 아이디어를 지니고 있고, 이를 사업화할 수 있는 파트너도 계속 찾고 있다. 각자의 영역에서 잘할 수 있는 것에 집중한다면, 분명 길은 열릴 것이라고 생각한다.

이번 스케일업 프로그램을 통해 우리의 비즈니스모델을 재점검하고, 나아가 다른 전문가들의 의견을 받아들여 보다 고도화할 수 있기를 희망한다. 휴로틱스는 이제 법인을 설립한지 3개월 지난, 세상에 막 나선 신생아에 가까운 스타트업이다(웃음). 앞으로도 우리 휴로틱스에 많은 관심과 응원을 부탁드린다.

글 / IT동아 권명관(tornadosn@itdonga.com)

• 다음 [스케일업 x 권역 BI] 휴로틱스 2부는, 비즈니스모델 분석 전문가로 활동하고 있는 인사이터스의 황현철 대표가 휴로틱스의 비즈니스모델을 분석해 앞으로의 대응 전략을 조언합니다.