현대자동차그룹 로보틱스랩은 최근 새로운 웨어러블 로봇, 엑스블 숄더(X-ble Shoulder)를 공개하고, 첫 사업화 계획을 발표했습니다. 로보틱스랩이 웨어러블 로봇을 본격 생산하겠다고 발표한 것이 처음인 만큼 벌써 많은 관심을 받고 있습니다.

■ X-ble Shoulder란?

먼저 웨어러블 로봇(Wearable Robot)이란 신체의 한계를 보완하기 위해 입을 수 있도록 만든 로봇을 말합니다. 크게 작업자의 작업 효율성을 위한 산업용 웨어러블 로봇과 환자들의 재활 치료를 돕는 의료용 웨어러블 로봇으로 나눌 수 있습니다.

X-ble Shoulder는 작업자의 어깨와 팔의 근력을 보조하기 위해 개발한 산업용 웨어러블 로봇입니다. 반복적인 작업과 무거운 작업으로 인한 피로와 부상 위험을 줄일 수 있다는 강점을 지닙니다. 특히 1.9kg 내외의 경량으로 제작되었기 때문에 장시간 입고 활동해도 무게 부담이 적습니다. 조끼형식으로 설계되어 20초 이내로 착용할 수 있다는 장점도 있죠. 착용부와 기구부를 분리할 수 있어 세탁이나 보관도 편리합니다.

■ X-ble Shoulder를 만들게 된 배경

전 세계적으로 산업 현장 근로자의 고령화는 점점 가속화되는 추세입니다. 국내 기준 2014년 40.4세에서 2023년 43.8세로 약 9% 넘게 증가했고, 2030년에는 전 세계 55세 이상 근로자가 약 1.5억 개 일자리를 차지할 것으로 보입니다. 

X-ble Shoulder는 이처럼 고령화 등으로 저하된 근로자의 부족한 근력을 보완하고 부상 위험을 낮추기 위해 인체공학적으로 제작됐습니다. 어깨, 허리 등 주요 관절 부위에 맞춰 회전축(피봇 포인트)이 배치되었고요. 멀티 링크로 설계되어 움직임에 따라 적절히 힘을 전달할 수 있습니다. 이렇게 복잡한 인체 구조와 관절 가동 범위를 제품에 반영하여 착용자가 작업 중에 느낄 수 있는 불편함을 최소화했습니다. 

 X-ble Shoulder는 작업자에 따라 최적으로 보조하기 위해 기본형과 조절형, 총 2가지 라인업으로 제공됩니다. 기본형은 자세가 고정되지 않고 계속 변하는 작업에서 범용으로 사용할 수 있고 사용자에게 최대 2.9kgf의 보조력을 제공합니다. 조절형은 동일 자세를 반복하는 작업에 활용하기 적합합니다. 작업 자세에 맞게 최대 토크를 얻을 수 있는 각도(75°~120°)를 사용자가 직접 조정할 수 있으며 최대 3.7kgf의 보조력을 지원합니다. 

뿐만 아니라 왼쪽, 오른쪽 어깨 가운데 한쪽만 근력 보완이 필요하다면 한쪽에만 기구를 부착할 수도 있고요. 자신의 근무 환경에 알맞게 지퍼나 이음새가 있는 착용부와 없는 착용부 중에 원하는 디자인을 선택할 수도 있습니다.

또한 X-ble Shoulder는 차량 크래시 패드에 사용되는 안전소재를 사용하여 경량인 동시에 튼튼한 내구성을 자랑합니다. 스프링을 활용해 별도의 배터리나 충전이 필요하지 않은 점도 장점이죠. 착용부는 효과적인 통기와 환기를 위해 냉감 폴리에스터 소재와 메시(mesh) 소재를 사용하여 제작했습니다. 

이처럼 X-ble Shoulder는 고강도·내구성을 갖추면서도 작업자의 편의와 실용성을 동시에 보완한다는 강점을 지니고 있습니다.

■ X-ble Shoulder 성능 업그레이드를 위한 끊임없는 연구

로보틱스랩은 현대차/기아차 국내외 현장 근로자 300여 명을 대상으로 웨어러블 로봇 테스트를 진행했습니다. 

특히 팔을 머리 위로 들고 작업하는 시간이 많은 의장 부서나 차체조립 부서 등에서 조끼 형태의 제품인 ‘X-ble Shoulder’를 시험 착용했습니다. 테스트로부터 얻은 피드백을 제품에 반영해 주관적 신체 부담을 40% 넘게 감소시키고 만족도를 높이는 데 성공했습니다. 

또한 로보틱스랩은 생체역학 기반 인체동작 분석 장비를 활용해 웨어러블 로봇 착용 효과를 확인했습니다. X-ble Shoulder 착용시 근전도(EMG, electromyography)를 사용한 근육 활성도 측정 결과 어깨 관절에 위치한 삼각근 활성도는 최대 30%, 디지털 인체모델링 해석 결과 어깨 관절 토크나 반발력은 최대 60% 감소시키는 것을 확인했습니다. 

이외에도 웨어러블 로봇 개발에 경량화 기술을 적용해 착용성을 개선했습니다. 이러한 기술적 배경은 새로 선보이는 X-ble Shoulder가 사용자의 신체적 부담을 줄이고, 장시간 작업 시에도 안정성과 효율성을 보장하도록 설계되었음을 보여줍니다. 

「 X-ble Shoulder를 사용하고 피로도가 크게 줄었어요 」

X-ble Shoulder를 착용해 본 사용자들은 대부분 "반복되는 동작으로 인해 통증이나 피로가 크게 개선되었다”는 긍정적인 의견을 주셨습니다. "나이가 들어 체력이 약해져서 작업이 어려웠는데, X-ble Shoulder 덕분에 자존감을 회복했다"는 의견도 있었고요. "X-ble Shoulder를 착용한 스스로의 모습이 자연스럽고 멋지다." "장시간 작업에도 체력 소모가 덜하다"는 의견도 있었습니다.

"X-ble Shoulder를 시작으로 앞으로도 후배들이 더 건강하고 안전하게 작업할 수 있는 환경이 마련되었으면 좋겠다."는 선배 작업자의 대답도 눈에 들어옵니다. 이처럼 X-ble Shoulder는 사용자의 신체적 부담을 줄이는 데 그치지 않고, 심리적 안정과 작업 만족도, 미래 환경에 대한 기대로도 이어지고 있습니다.

로보틱스랩의 X-ble Shoulder는 기술과 인간의 조화를 이루는 혁신적인 웨어러블 로봇입니다. 경량 설계와 고강도 내구성, 간편함, 배터리나 충전이 필요 없는 간편한 구조 등 X-ble Shoulder는 산업 현장에서 작업자의 건강과 효율성을 동시에 향상시키기 위해 탄생했습니다. 

  

사용자들의 피드백에서 볼 수 있듯이 향후 X-ble Shoulder는 작업 환경의 안전과 효율성을 혁신적으로 변화시키는 데 기여할 것입니다. 나아가 미래 산업 공정의 새로운 가능성을 열고 인간 중심의 기술 혁신을 실현한 대표적인 사례로 자리 잡을 것입니다. 안전하고 스마트한 작업 환경을 위한 최적의 웨어러블 로봇, 로보틱스랩의 X-ble Shoulder가 만들어 갈 새로운 세상, 앞으로도 기대해 주세요.