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이탈리아 연구진, 사람 손 90% 모방하는 인공 손 개발
등록일 : 2018-05-17 14:59 | 최종 승인 : 2018-05-17 14:59
강민경
▲인공 손이 점점 사람 손에 가까워지고 있다(출처=셔터스톡)

[리서치페이퍼=강민경 기자] 이탈리아 국립 연구소(IIT)의 연구진이 사람 손의 기능을 90% 모방하는 인공 손 모델을 개발했다. 인공 손은 보통 사고나 질병으로 팔을 잃은 환자를 위해 제작되며, 대부분의 인공 손은 가격이 비싸고 실제 손의 기능을 50% 정도밖에 구현해내지 못했다.

이탈리아의 인공 손, 한네스

인공 손이나 다리 등의 의료 장비는 사람의 몸에 부착돼 움직임을 도와주기는 하지만 실제 사지의 감각이나 능력을 발휘하지는 못한다. 또 일부 환자들 중에는 값비싼 인공 보철물을 구입하지 못해 평생 불편한 상태로 사는 사람도 있다.

IIT와 이탈리아 산업재해 보험공사(INAIL)가 협력해 개발한 새로운 인공 손 모델 한네스(Hannes)는 실제 손의 기능을 90%까지 모방한다. 한네스라는 이름은 처음으로 근육 수축 보철물을 만든 한네스 슈미들 교수에서 따왔다.

이 인공 손은 모양, 무게, 질감 등이 실제 손과 매우 비슷하다. 그래서 환자가 착용했을 때도 인공적인 보철물이라기보다 실제 손처럼 보인다. 인공 손의 손가락은 외부 물체를 판별하고 그에 맞게 움직일 수 있다. 예를 들어 분무기를 뿌리고, 가위질을 하거나, 엄지와 검지만으로 연필을 잡을 수 있다.

손가락은 평소에 휴식을 취하고 있으며 엄지 손가락에는 3개의 조절 위치가 있어 특정 동작이 가능하다.

1. 집기 기능 : 엄지와 검지를 움직여 물건을 집거나 잡는 기능이다. 지팡이, 펜은 물론 손톱처럼 작은 물건을 집고 조작할 수 있다.

2. 무게 버티기 : 최대 15kg의 무게를 엄지와 검지만으로 버틸 수 있다.

3. 측면 집기 : 이것은 엄지 손가락으로 신용 카드 및 종이와 같은 매우 얇은 물체를 잡을 수 있는 기능이다. 현금 자동 입출금기(ATM)을 사용할 때 유용하다.

한네스에는 손목에 내장된 시스템이 있어 손목을 5가지 동작으로 구부릴 수 있으며 손바닥을 뒤집을 수 있다.

실제 근육과 한네스의 근육

환자가 인공 손을 제어하도록 하려면 엔지니어는 인공 지능(AI) 알고리즘으로 실제 근육의 전기적 특성을 활용하는 근전 시스템을 사용해 손을 작동시켜야 한다. 이 시스템에는 두 개의 센서가 있어 뇌가 보내는 신호를 받고 해석한 뒤 손목이나 손을 환자가 원하는 대로 움직인다.

환자가 개인의 필요 또는 활동에 따라 보철물의 성능을 맞춤화해야하는 경우 의료 기기에 블루투스를 연결해 전용 소프트웨어로 교정할 수 있다. 이 인공 손의 배터리 수명 또한 이전 모델에 비해 뛰어나다.

한네스는 오는 2019년에 정식 출시될 예정이며 가격 또한 다른 제품에 비해 30% 가량 저렴할 전망이다. 오른팔, 왼팔에 각각 2가지 크기와 2가지 버전이 제공된다. 남녀 환자 모두를 위한 코팅, 피부 솔루션 등이 제공된다.

▲인공 보철물로 만들어진 인공 손(출처=미 국방부)

근전기 보철물(인공 사지)

손가락이나 사지가 절단된 환자들은 근육 보호 장치 및 보철물을 착용하고 근육 신경 신호를 보내 인공 손이나 팔, 다리 등을 움직인다. 그래서 환자들은 보철물을 선택할 때 기능은 물론 일상적인 사용을 위한 자연스러운 외관을 중시한다.

어떤 환자는 근력을 증강하고 운동 범위를 넓힐 수 있는 보철물을, 어떤 환자는 신경 증후군과 통증을 완화하는 보철물을 선택해야 하는 등, 환자들의 요구가 다양하다. 이들은 전문가와 상담해 어떤 보철 시스템이 자신의 상태에 가장 잘 맞는지 알아봐야 한다. 그렇지 않으면 보철물의 사용이 오히려 환자의 삶의 질을 떨어뜨릴 수 있다.

[researchpaper 리서치페이퍼=강민경 기자]

[리서치페이퍼=강민경 기자]
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