KR102515086B1 - 인공근육을 응용한 상지 움직임 보조용 착용형 로봇 - Google Patents

Abstract

착용자가 착용하며, 착용자의 상지 움직임 즉, 팔꿈치 굽힘 움직임, 팔뚝 회전 움직임, 손가락 접기 움직임, 그리고 손가락 구부리기 움직임 중 어느 하나를 보조하는 착용형 로봇으로서, 착용자의 상지의 복수의 부위에 각각 착용되는 복수의 착용부들, 복수의 착용부들 중 제1 착용부와 제2 착용부에 한쪽 끝이 각각 연결되며, 수축 변형에 의해 상지 움직임을 보조하는 적어도 하나의 액추에이터, 착용자의 상지 움직임에 따라, 적어도 하나의 액추에이터가 수축되거나 이완되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

인공근육을 응용한 상지 움직임 보조용 착용형 로봇{Assistive wearable robot for upper limb movement using artificial muscle}

본 발명은 인공근육을 응용한 상지 움직임 보조용 착용형 로봇에 관한 것이다.

현재 개발되고 있는 재활 로봇은 단단한 금속 소재와 모터를 사용하여, 재활 로봇을 착용한 환자의 신체 움직임에 따라 운동이나 힘을 만들어낸다. 이러한 재활 로봇은 로봇의 부피가 크고 무겁기 때문에 고정된 위치에서만 사용이 가능하며, 환자의 움직임을 보조하는 용도로 사용하는 것이 어렵다. 따라서, 무게가 가벼우면서도 큰 힘을 낼 수 있는 유연 로봇 기술이 다양하게 제시되고 있다.

유연 로봇 기술은 유압, 유전성고분자, 이온성 고분자, 형상기억합금, 고분자 및 나노소재 얀 구조 등 다양한 소재와 구조를 바탕으로 개발된 유연 액추에이터를 활용한다.

유압을 이용한 유연 액추에이터는 수축/이완의 선택적 출력 및 응답 특성이 우수하여 착용형 형태의 유연 로봇에 많이 사용되고 있다. 그러나 고성능을 내기 위해 규모가 큰 공압 장비가 필요하기 때문에, 소형화가 어렵다.

유전성 및 이온성 고분자를 이용한 유연 액추에이터는 대변형 이완 운동 구현이 가능하다. 그러나, 유연 액추에이터가 출력하는 출력 힘에 한계가 있으며, 수축 운동의 구현이 어려운 단점이 있다.

형상기억합금, 나노/고분자형 꼬임 구조 폴리머 등 열 인가에 의해 동작하는 유연 액추에이터는, 타 소재에 비해 작고 얇으면서도 큰 힘 및 변위를 낼 수 있어 착용형 로봇에 활용되기 적합하다. 그러나, 유연 액추에이터의 반응 속도가 느리며 제어가 어려운 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 온도 변화를 기반으로 구동되는 열수축형 인공근육을 활용하여, 신체 상지의 다양한 움직임을 효과적으로 모사할 수 있는 인공근육을 응용한 상지 움직임 보조용 착용형 로봇을 제공한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 착용자가 착용하며, 상기 착용자의 상지 움직임을 보조하는 착용형 로봇으로서,

상기 착용자의 상지의 복수의 부위에 각각 착용되는 복수의 착용부들, 상기 복수의 착용부들 중 제1 착용부와 제2 착용부에 한쪽 끝이 각각 연결되며, 수축 변형에 의해 상기 상지 움직임을 보조하는 적어도 하나의 액추에이터, 상기 착용자의 상지 움직임에 따라, 상기 적어도 하나의 액추에이터가 수축되거나 이완되도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 상지 움직임은 팔꿈치 굽힘 움직임, 팔꿈치 펴기 움직임, 팔뚝 회전 움직임, 손가락 접기 움직임, 그리고 손가락 구부리기 움직임 중 어느 하나이다.

상기 복수의 착용부들은, 상기 착용자의 어깨에 착용되는 어깨 착용부, 상기 착용자의 팔뚝에 착용되는 팔뚝 착용부, 상기 착용자의 손목에 착용되는 손목 착용부, 그리고 상기 착용자의 손에 착용되는 장갑 착용부를 포함할 수 있다.

상기 상지 움직임이 팔꿈치 굽힘 움직임이면, 상기 어깨 착용부인 제1 착용부에 하나의 액추에이터의 한쪽 끝이 연결되고, 반대쪽 끝이 상기 팔뚝 착용부인 제2 착용부에 연결되며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 액추에이터가 수축하여, 상기 팔뚝이 상기 어깨 방향으로 움직이도록 상기 착용자의 팔꿈치의 굽힘 움직임을 보조할 수 있다.

상기 상지 움직임이 팔뚝 회전 움직임이면, 상기 제1 착용부는 상기 어깨 착용부이고, 상기 제2 착용부는 상기 손목 착용부이며, 상기 팔뚝 착용부의 한쪽 측면에 구성되며 상기 착용자에 의해 가해지는 힘의 방향을 팔뚝 회전 운동 방향으로 변환하는 제1 풀리부, 상기 한쪽 측면의 반대 측면에 구성되며 상기 착용자에 의해 가해지는 힘의 방향을 팔뚝 회전 운동 방향으로 변환하는 제2 풀리부, 제1 액추에이터의 일측이 연결되어 있고 상기 제1 폴리부에 걸쳐져서 상기 손목 착용부에 연결되는 제1 연결 구조물, 그리고 제2 액추에이터의 일측에 연결되어 있으며, 상기 제2 폴리부에 걸쳐져서 상기 손목 착용부에 연결되는 제2 연결 구조물을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 액추에이터와 제2 액추에이터는 각각 한쪽 끝이 상기 어깨 착용부에 연결되고, 상기 상기 제1 액추에이터와 제2 액추에이터의 다른 쪽 끝은 상기 연결 구조물에 연결되며, 상기 착용자가 제1 방향으로 힘을 가하면, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 액추에이터 또는 제2 액추에이터 중 어느 하나가 수축하여, 상기 연결 구조물이 연결되어 있는 상기 손목 착용부를 상기 제1 방향으로 회전시켜 팔뚝 회전 움직임을 보조할 수 있다.

상기 폴리부는 상기 연결 구조물을 고정시키기 위해 회전 축에 수직 방향으로 홈이 파여 있는 베어링 구조일 수 있다.

상기 상지 움직임이 손가락 접기 움직임이면, 상기 제1 착용부는 상기 손목 착용부이고, 상기 제2 착용부는 상기 장갑 착용부이며, 손바닥 부분에 부착된 제1 액추에이터의 한쪽 끝과 제2 액추에이터의 한쪽 끝을 연결하는 하나의 와이어부, 그리고

상기 장갑 착용부의 엄지 손가락에 상기 와이어부를 고정하는 적어도 하나의 고정부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 액추에이터와 제2 엑추에이터가 수축하여, 상기 와이어부를 손바닥 방향으로 당겨, 상기 와이어부가 연결되어 있는 고정부의 엄지 손가락을 손바닥 방향으로 당겨 접기 움직임을 보조할 수 있다.

상기 상지 움직임이 손가락 구부리기 움직임이면, 상기 장갑 착용부에서 상기 엄지 손가락을 제외한 나머지 손가락들에 설치된 복수의 고정부들을 포함하고, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 액추에이터와 제2 엑추에이터가 수축하면, 상기 제1 액추에이터와 제2 엑추에이터의 한쪽 끝이 각각 연결되어 있는 상기 와이어부가 당겨져 상기 손가락 구부리기 움직임을 보조할 수 있다.

상기 상지 움직임이 손가락 펴기 움직임이면, 상기 제1 착용부는 상기 손목 착용부이고, 상기 제2 착용부는 상기 장갑 착용부이며, 손등 부분에 부착된 제1 액추에이터의 한쪽 끝과 제2 액추에이터의 한쪽 끝을 연결하는 하나의 와이어부, 그리고 상기 장갑 착용부의 엄지 손가락에 상기 와이어부를 고정하는 적어도 하나의 고정부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 액추에이터와 제2 엑추에이터가 이완되어, 상기 와이어부를 손등 방향으로 당겨, 상기 와이어부가 연결되어 있는 고정부의 손가락을 손등 방향으로 당겨 펴기 움직임을 보조할 수 있다.

상기 제어부에서 인가된 전류 또는 전달열에 의해 수축 변형이 발생하거나, 상기 열이 소실되면 이완되는 구동부, 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 수축 변형이 발생한 구동부가 냉각되도록 냉매를 순환시키는, 상기 구동부를 감싸도록 구현된 냉매 순환부, 상기 구동부의 제1 끝점이 연결되며, 상기 제1 착용부에 부착되는 제1 커넥터, 그리고 상기 구동부의 제1 끝점과 반대인 제2 끝점이 연결되며, 상기 제2 착용부에 부착되는 제2 커넥터를 포함할 수 있다.

상기 냉각기에서 배출되는 냉매를 상기 냉매 순환부로 유입시키며, 상기 제1 커넥터의 일측에 구비된 냉매 유입구, 그리고 상기 제2 커넥터의 일측에 구비되며, 상기 냉매 순환부에서 상기 구동부의 열을 흡수한 냉매를 상기 냉각기로 배출하는 냉매 배출구를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 구동부에 상기 전류 또는 전달열 중 어느 하나를 인가하는 가열 모듈, 그리고 상기 냉매가 상기 냉매 순환부에서 순환하도록 상기 냉매를 제1 방향에 연결된 냉매 이동 튜브로 배출하는 냉각기를 포함할 수 있다.

상기 착용형 로봇의 움직임을 측정하며, 유연 스트레인 센서 또는 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서로 구현된 로봇 동작 측정부, 그리고 상기 착용형 로봇을 착용한 착용자의 의도를 센싱하며, 압력 센서, 또는 EMG(ElectroMyoGraphy) 센서로 구현되는 착용자 의도 측정부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 근섬유, 운동신경 등으로 구성된 근육의 모사가 가능한 인공 근육을 개발할 수 있다. 즉, 인공 근육을 이용하여 실제 인간 근육의 운동과 유사한 수축/이완 운동이 가능하며, 큰 출력을 발생시킬 수 있는 소형화/경량화된 인공 근육 형태의 유연 액추에이터를 제공할 수 있다.

또한, 열수축형 인공 근육을 활용하여 팔꿈치 굽힘, 팔뚝 회전, 손가락 굽힘 등 신체 상지의 다양한 움직임을 모사할 수 있다.

또한, 인공 근육을 실제 근육의 배치와 유사하게 배치하여, 상지 움직임을 효과적으로 구현할 수 있다.

또한, 움직임이 불가능하거나 제한적인 환자의 일상 생활 보조 및 근력 재활을 위한 착용형 기기로 활용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 착용형 로봇의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인공근육을 응용한 착용형 로봇의 구조도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 착용형 로봇의 팔꿈치 굽힘 운동을 모사한 예시도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 착용형 로봇의 팔뚝 회전 운동을 모사한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 엄지 액추에이터의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 착용형 로봇이 손가락 접기 운동을 모사한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 착용형 로봇이 손가락 구부리기 운동을 모사한 예시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 인공근육을 응용한 상지 움직임 보조용 착용형 로봇을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 착용형 로봇의 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 인공근육을 응용한 상지 움직임 보조용 착용형 로봇(이하, 설명의 편의를 위하여, '착용형 로봇'이라 지칭함)(100)은 복수의 착용부(110~140)들과 각 착용부들에 일측이 연결되어 있는 복수의 유연 액추에이터(이하, 설명의 편의를 위하여 '액추에이터'라 지칭함)(150~180)들, 그리고, 도면에 도시되어 있지 않으나 각 액추에이터(150~180)를 제어하는 제어부를 포함한다.

복수의 착용부들(110~140)은 환자의 어깨뼈를 이용하여 착용형 로봇(100)을 고정하는 어깨 착용부(110), 환자의 팔뚝 아래에 착용되어 팔뚝 착용부(120)를 포함한다. 또한, 복수의 착용부들(110~140)은 환자의 손목에 고정되는 손목 착용부(130)와 손에 장갑처럼 착용되는 장갑 착용부(140)를 포함한다.

사람의 근육 기능을 대신하는 인공근육 즉, 액추에이터(150~180)들은 전기적으로 연결된 제어부에서 전기 신호가 가해지면, 전류 인가에 의해 전기열로 구동부가 가열되어 길이가 수축된다. 또한, 제어부의 제어에 따라 냉매가 액추에이터(150~180)로 유입되면, 냉각 공정에 따라 수축 변형된 구동부가 이완된다.

이를 위해, 각 액추에이터(150~180)는 제어부의 제어에 따라 길이가 수축되거나 이완되는 구동부, 구동부를 감싸는 형태로 구성되며 구동부에 가해진 열을 식혀주기 위한 냉매(예를 들어, 미네랄 오일 등)가 흐르는 냉매 순환부를 포함한다. 그리고 구동부의 양 끝에는 전류 또는 전달열을 구동부에 인가하기 위한 전선이 연결될 수 있다.

액추에이터(150~180)들은 부착되는 위치에 따라 팔꿈치 액추에이터(150), 팔뚝 회전 액추에이터(160), 엄지 액추에이터(170), 그리고 검지 액추에이터(180)로 구분되는 것을 예로 하여 설명한다.

여기서, 팔꿈치 액추에이터(150)는 모사하는 움직임에 따라 팔꿈치 굽히기 액추에이터(151)와 팔꿈치 펴기 액추에이터(152)가 한 쌍으로 구성된다. 마찬가지로 팔뚝 회전 액추에이터(160)도 회전 방향에 따라 제1 팔뚝 회전 액추에이터(161)와 제2 팔뚝 회전 액추에이터(162)가 쌍으로 구성된다.

팔꿈치 굽히기 액추에이터(151)는 어깨 착용부(110)와 팔뚝 착용부(120)에 일측이 각각 연결되어 있다. 팔꿈치 굽히기 액추에이터(151)는 제어부의 제어에 따라, 팔꿈치 굽히기 액추에이터(151)를 구성하는 구동부가 수축되거나 이완되어, 환자 팔꿈치의 굽히기 움직임을 모사한다.

그리고, 팔꿈치 펴기 액추에이터(152)는 어깨 착용부(110) 뒤쪽과 팔뚝 착용부(120)에 일측이 각각 연결되어 있다. 팔꿈치 펴기 액추에이터(152)는 제어부의 제어에 따라, 팔꿈치 펴기 액추에이터(152)를 구성하는 구동부가 수축되거나 이완되어, 환자 팔꿈치의 펴기 움직임을 주로 모사한다.

팔뚝 회전 액추에이터(160)는 두 개의 액추에이터 즉, 제1 팔뚝 회전 액추에이터(161)와 제2 팔뚝 회전 액추에이터(162)가 쌍으로 구성된다. 각각의 팔뚝 회전 액추에이터(160)는 어깨 착용부(110)의 하단에 일측이 고정되고, 팔뚝 착용부(120)를 지나 손목 착용부(130)에 반대쪽 일측이 고정되어 있다.

제1 팔뚝 회전 액추에이터(161)는 환자가 팔뚝을 기준 위치에서 몸통 안쪽 방향으로 회전하는 경우 이를 모사하도록 몸통 가까이 설치된다. 제2 팔뚝 회전 액추에이터(162)는 환자가 팔뚝을 기준 위치에서 몸통 바깥 방향으로 회전하는 경우, 이를 모사하도록 제1 팔뚝 회전 액추에이터(161)의 위치보다 몸통에서 먼 방향에 설치된다.

팔뚝 회전 액추에이터(160)는 제어부의 제어에 의해 수축되거나 이완되어, 환자 팔뚝의 좌우 회전 움직임을 모사한다. 팔뚝 회전 액추에이터(160)는 팔뚝 회전 움직임을 모사하기 위해, 힘 방향을 회전 방향으로 전환하는 풀리부(190)가 추가될 수 있다.

엄지 액추에이터(170, 171~176)와 검지 액추에이터(180, 181~186)는 각각 손바닥과 손등에 부착되어 엄지 또는 검지의 펴기 움직임을 모사하거나, 엄지의 접기 움직임과 검지의 구부리기 움직임을 모사한다.

즉, 엄지 액추에이터(170)와 검지 액추에이터(180)는 손바닥 부분에서 손목 착용부(130)에 일측이 고정되고, 장갑 착용부(140)의 엄지 손가락 또는 검지 손가락에 일측이 고정되어 있다. 엄지 액추에이터(170)와 검지 액추에이터(180)는 제어부의 제어에 의해 수축되어, 엄지 손가락의 접기 움직임 또는 검지 손가락의 구부리기 움직임을 모사한다.

또한, 엄지 액추에이터(170)와 검지 액추에이터(180)는 손등 부분에도 별도로 부착된다. 즉, 손등 부분에 부착된 엄지 액추에이터(170)는 구동부의 이완으로 엄지의 펴기 움직임을 모사한다. 그리고, 손등 부분에 부착된 검지 액추에이터(180)는 구동부의 이완으로 검지 손가락의 펴기 움직임을 모사할 수 있다.

여기서, 검지 액추에이터(180)는 같은 원리를 이용하여 중지 손가락, 약지 손가락, 그리고 새끼 손가락의 구부리는 움직임을 모사할 수 있다.

상술한 각 착용부(110~140)는 환자의 착용 편의성과 무게 감소를 고려하여 나일론, 면 등의 옷감 소재로 제작될 수 있다. 또한, 착용 시 땀이 차는 것을 방지하기 위해 매쉬 구조의 통기성이 뛰어난 옷감 소재로도 제작될 수 있다. 그러나, 각 착용부(110~140)에서 각 액추에이터(150~180)가 직접 연결되는 부분은 많은 힘이 가해지기 때문에, 연결 부위는 단단한 소재(예를 들어, 플라스틱, 금속 등)로 제작될 수 있다.

이상에서 설명한 착용형 로봇(100)의 구조에 대해 도 2를 참조로 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인공근육을 응용한 착용형 로봇의 구조도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 착용형 로봇(100)은 팔꿈치, 팔뚝, 손가락 움직임을 구현하기 위한 착용형 로봇으로, 두 개의 착용부에 각각 일단이 연결된다. 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 두 개의 착용부를 제1 착용부(210)와 제2 착용부(220)라 지칭한다.

만약, 착용형 로봇(100)이 팔꿈치의 움직임을 구현하기 위한 로봇이라면, 제1 착용부(210)는 착용자의 어깨에 착용하는 어깨 착용부(110)이고, 제2 착용부(220)는 착용자의 팔뚝에 착용되는 팔뚝 착용부(120)에 해당한다.

그리고, 착용형 로봇(100)이 팔뚝의 움직임을 구현하기 위한 로봇이라면, 제1 착용부(210)는 착용자의 어깨에 착용하는 어깨 착용부(110)이고, 제2 착용부(220)는 착용자의 손목에 착용되는 손목 착용부(130)에 해당한다.

마찬가지로 착용형 로봇(100)이 손가락의 움직임을 구현하기 위한 로봇이라면, 제1 착용부(210)는 착용자의 손목에 착용되는 손목 착용부(130)이고, 제2 착용부(220)는 착용자의 손에 장갑 형태로 착용되는 장갑 착용부(140)에 해당한다.

제1 착용부(210)는 적어도 하나의 액추에이터(230)의 한쪽 끝이 연결된다. 또한, 제1 착용부(210)는 착용형 로봇(100)을 착용한 착용자의 의도와 착용형 로봇(100)의 움직임을 센싱하는 센싱부(240)를 추가로 포함한다.

제2 착용부(220)는 적어도 하나의 액추에이터(230)의 다른 쪽 끝이 연결된다.

제1 착용부(210)와 제2 착용부(220)에 각각 한쪽 끝이 연결된 적어도 하나의 액추에이터(230)는 제어부(250)와 연동한다. 그리고, 센싱부(240)에서 센싱한 신호도 제어부(250)로 전달된다.

각 액추에이터(230)는 구동부, 냉매 순환부, 커넥터, 냉매 유입구, 냉매 배출구, 그리고 전선으로 구성되나, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 구동부(231)와 냉매 순환부(232)만 도시하여 설명한다.

센싱부(240)는 착용형 로봇(100)을 착용한 착용자의 의도를 파악하고, 착용형 로봇(100)의 정밀한 제어를 위하여, 로봇 동작 측정부(241)와 착용자 의도 측정부(242)를 포함한다.

로봇 동작 측정부(241)는 착용형 로봇(100)의 움직임을 측정한다. 그리고 로봇 동작 측정부(241)에서 측정한 착용형 로봇(100)의 움직임 정보는 제어부(250)로 전달되어, 액추에이터(230)를 제어하기 위한 센싱 데이터로 사용된다. 이때, 착용형 로봇(100)이 착용자의 움직임을 정확하게 모사하기 위해서는, 센싱부(240)도 유연한 특성을 유지해야 한다.

본 발명의 실시예에서는 로봇 동작 측정부(241)가 유연 스트레인 센서 또는 크기가 작은 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서로 구현되는 것을 예로 하여 설명한다. 로봇 동작 측정부(241)는 착용형 로봇(100)의 움직임을 측정하기 위하여, 구동부(231)의 길이를 직접 측정하거나 착용자의 신체 부위의 움직임을 직접 측정할 수 있다. 각각의 센서가 움직임을 측정하는 방법은 이미 알려진 것으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.

또한, 센싱부(240)는 착용형 로봇(100)의 움직임 구현 여부를 확인하기 위해, 착용자 의도 측정부(242)를 통해 착용자의 의도를 착용자 의도 정보로 수집할 수 있다.

착용자 의도 측정부(242)를 통해 착용자의 의도를 측정하는 방법으로는, 버튼을 이용한 신호 제공, 압력 센서 부착을 통한 착용자의 움직임 파악, 변위 센서를 이용하여 착용자의 움직임 측정을 통한 의도 파악, EMG(ElectroMyoGraphy) 센서를 이용한 근전도 신호 파악 등의 방법을 활용할 수 있다.

즉, 착용형 로봇(100)을 착용한 착용자가 직접 버튼을 눌러, 움직이고자 하는 팔꿈치, 팔뚝, 또는 손가락의 정보를 입력하면, 착용자 의도 측정부(242)는 입력된 정보를 토대로 착용자의 의도를 측정할 수 있다. 또는, 착용자 의도 측정부(242)는 착용자의 근전도 신호를 파악하여, 착용자의 의도를 측정할 수도 있다. 각 방법은 이미 알려진 내용으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명은 생략한다.

센싱부(240)에서 측정된 착용형 로봇(100)의 움직임과 착용자 의도 정보는 제어부(250)에 센싱 신호로 전달된다. 센싱 신호를 토대로 제어부(250)는 액추에이터(230)에 전류/열을 인가하거나 또는 냉매가 순환되도록 제어 신호를 생성하여 구동부(231)의 움직임을 제어할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 도 3의 센싱부(240)에 착용형 로봇(100)의 움직임과 착용자의 의도 정보를 센싱하는 측정부들 즉, 센서만을 도시하였으나, 착용형 로봇(100)에 가해지는 힘의 세기를 센싱하는 또 다른 센서가 추가될 수 있다. 추가된 센서는 다양한 방법으로 착용형 로봇(100)에 가해지는 힘의 세기를 센싱할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.

제어부(250)는 센싱 신호 수신 모듈(251), 가열 모듈(252), 그리고 냉각기(253)를 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 하나의 제어부(250)가 하나의 액추에이터(230)를 제어하는 것을 예로 하여 설명하나, 복수의 액추에이터들을 제어하거나, 복수의 액추에이터들 각각에 제어부(250)가 연결될 수도 있다.

구동부(231)는 제어부(250)의 제어에 따라 전류 또는 전달열이 인가되면, 전류 또는 전달열에 의해 수축 변형이 발생하여 수축한다. 그리고 제어부(250)의 제어에 따라 냉각 공정을 통해 냉매가 구동부(231)를 감싸고 있는 냉매 순환부(232)로 유입되면, 수축된 구동부(231)가 이완된다. 구동부(231)와 냉매 순환부(232)는 반복적으로 수축되거나 이완되도록, 탄성이 있는 소재로 구현되며, 소재를 어느 하나로 한정하지 않는다.

제어부(250)에 의해 동작되는 액추에이터(230)의 움직임은, 착용형 로봇(100)을 착용하고 있는 착용자의 신체 움직임을 발생시킬 수 있다.

예를 들어, 사용자가 문을 여는 행위, 음식 섭취를 위해 숟가락이나 포크를 들어 올리는 행위, 물건을 다루는 것과 같은 일상 생활의 활동을 위해서는 팔뚝, 팔꿈치, 또는 손가락 동작이 필요하다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 착용형 로봇(100)은 플렉션/확장 및 척골/방사선 편차의 2자유도 동작을 위한 충분한 양의 토크와 관절 가동 범위(ROM: Range Of Motion)를 제공해야 한다.

이를 위해, 제어부(250)는 센싱 신호 수신 모듈(251), 가열 모듈(252), 그리고 냉각기(253)를 포함한다.

센싱 신호 수신 모듈(251)은 착용형 로봇(100)에 구비된 센서로부터 착용형 로봇(100)의 움직임이나 착용형 로봇(100)을 착용한 착용자의 의도를 센싱한 센싱 신호를 수신한다. 센싱 신호 수신 모듈(251)은 수신한 센싱 신호에 따라 가열 모듈(252) 또는 냉각기(253)가 구동하도록 제어 신호를 전달한다. 이때, 센싱 신호에 포함된 정보나 센싱 신호를 토대로 가열 모듈(252) 또는 냉각기(253)를 구동하는 방법은 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.

가열 모듈(252)은 센싱 신호 수신 모듈(251)의 제어에 따라 전선을 통해 구동부(231)로 전류를 인가한다. 또는, 가열 모듈(252)은 자체적으로 열을 생성하여 전선을 통해 구동부(231)로 전달열을 인가할 수도 있다. 만약 가열 모듈(252)이 구동부(231)에 전달열을 인가할 경우, 가열 모듈(252)은 열 전도성이 높고 저항이 낮은 소재로 구현되며, 소재의 종류를 어느 하나로 한정하지 않는다.

냉각기(253)는 센싱 신호 수신 모듈(251)의 제어에 따라, 전류 또는 전달열에 의해 이완된 구동부(231)로부터 열을 뺏기 위하여 냉매 순환부(232)의 내부로 냉매를 흘려 보낸다. 그리고 냉각기(253)로 유입되는 열을 흡수한 냉매를 냉각시켜 다시 냉매 순환부(232)로 전달한다.

이를 위해, 냉각기(253)는 소형 펌프와 라디에이터로 구현되거나, 펠티어 소자로 구현될 수 있다. 만약 냉각기(253)가 소형 펌프와 라디에이터로 구현되는 경우, 냉매 순환부(232) 내부로 유입할 냉매의 양이 적기 때문에 5*5cm2 이하의 소형 펌프를 사용할 수 있다.

가열 모듈(252)이 전류를 발생하는 방법, 냉각기(253)가 냉매를 흘리는 방법, 열을 흡수한 냉매를 냉각하는 방법 등은 다양한 제어 방법으로 실행 가능하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.

다음은, 환자가 이상에서 설명한 착용형 로봇(100)을 착용한 상태로 팔꿈치를 굽힐 때, 착용형 로봇(100)이 팔꿈치 굽힘 운동을 모사한 예에 대해 도 3a 및 도 3b를 참조로 설명한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 착용형 로봇의 팔꿈치 굽힘 운동을 모사한 예시도이다.

환자가 착용한 어깨 착용부(110)의 앞쪽과 팔뚝 착용부(120)의 위쪽에, 팔꿈치 굽힘을 위한 팔꿈치 굽히기 액추에이터(151)의 양 끝(①, ②)이 고정되어 있다. 또한, 환자가 착용한 어깨 착용부(110)의 앞쪽과 팔뚝 착용부(120)의 위쪽에, 팔꿈치 펴기를 위한 팔꿈치 펴기 액추에이터(152)의 양 끝(③, ④)이 고정되어 있다.

제어부의 제어에 따라 팔꿈치 굽히기 액추에이터(151)와 팔꿈치 펴기 액추에이터(152)가 수축/이완된다. 이를 통해 팔꿈치 관절의 굽히기 운동과 펴기 운동을 구현할 수 있다.

또한, 목표로 하는 팔꿈치 운동 각도 범위에 따라, 어깨 착용부(110)와 팔뚝 착용부(120)에 팔꿈치 굽히기 액추에이터(151)의 양 끝(①, ②)과 팔꿈치 펴기 액추에이터(152)의 양 끝(③, ④)이 연결되는 부위의 위치를 조정할 수도 있다.

어깨 착용부(110)와 팔뚝 착용부(120)의 경우 강력한 고정을 위해, 각 착용부(110, 120)와 신체가 닿는 부위에는 탄성체 혹은 미끄럼 방지 구조가 적용된 시트 등이 부착될 수 있다. 그리고 각 착용부(110, 120)를 착용한 이후, 고정을 위해 길이 조절이 가능한 끈 혹은 벨크로(velcro) 구조가 추가로 적용될 수 있다.

각 착용부(101~102)에 가해지는 힘을 견디기 위해, 팔꿈치 굽히기 액추에이터(151) 및 팔꿈치 펴기 액추에이터(152)와 연결되는 부위는 가벼우면서도 단단한 폴리카보네이트, 아크릴 등의 플라스틱 소재로 제작될 수 있다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 팔꿈치 펴기 액추에이터(152)가 수축되어 있고 팔꿈치 굽히기 액추에이터(151)가 이완된 상태에서는, 팔꿈치가 120도 이상의 펴진 상태를 유지할 수 있다.

그리고 도 3b에 도시된 바와 같이, 팔꿈치 굽히기 액추에이터(151)가 수축하게 되면, 팔꿈치가 90도 이하로 구부러진 상태를 유지하게 된다. 팔꿈치 굽힘 운동이 모사될 때, 팔꿈치 펴기 액추에이터(152)는 액추에이터의 높은 유연성과 힘에 대한 낮은 탄성력으로 쉽게 늘어날 수 있다.

다음은 환자가 착용형 로봇(100)을 착용한 상태로 팔뚝 회전 운동을 시도할 때, 착용형 로봇(100)이 팔뚝 회전 운동을 모사한 예에 대해 도 4a 내지 도 4c를 참조로 설명한다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 착용형 로봇의 팔뚝 회전 운동을 모사한 예시도이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 어깨 착용부(110)의 아래쪽 뒷부분(⑤)에 팔뚝 회전 액추에이터(160)의 한 끝단이 연결되어 있다. 팔뚝 회전 액추에이터(160)의 다른 한 끝단(⑥)에는 와이어가 연결되어 있고, 해당 와이어의 다른쪽 끝은 손목 착용부(130)에 연결된다.

이때, 손목 착용부(130)에는 도 4a에서는 착용자의 몸통 바깥쪽 부분에 하나의 팔뚝 회전 액추에이터(160)만을 표시하였으나, 도 4b에 도시된 바와 같이, 착용자의 몸통 방향으로 또 다른 팔뚝 회전 액추에이터(162)가 연결되어 있다.

그리고 팔뚝 회전 액추에이터(160)의 일측은 손목 착용부(130)까지 연결되기 위해 큰 하중을 견딜 수 있도록 금속, 나일론 등의 줄 구조물(또는, ‘연결 구조물’이라고도 지칭함)(⑧)와 끝부분이 연결된다. 연결 구조물(⑧)의 한쪽 끝은 팔뚝 회전 액추에이터(160)와 연결되고, 다른 쪽 끝은 손목 착용부(130)에 연결된다.

결국, 연결 구조물(⑧)의 반대쪽은 손목 착용부(130)에 연결된다. 결국, 팔뚝 회전 액추에이터(160)는 어깨 착용부(110)와 손목 착용부(130)에 연결되어 있는 형태가 된다.

어깨 착용부(110)는 착용성 증대 및 무게 감소를 위해 나일론, 면, 합성섬유 등 옷감에 주로 활용되는 천 소재로 제작될 수 있다. 그리고, 어깨 착용부(110)와 팔뚝 착용부(120)에서 팔뚝 회전 액추에이터(160)와 직접 연결되는 부위는, 응력 분산 및 내구성 증대를 위해 폴리카보네이트, 아크릴 등의 단단한 소재의 플라스틱으로 제작될 수 있다.

손목 착용부(130)는 손목 전체를 부드럽게 감싸는 형태로 착용되며, 나일론, 면 등의 천 소재 혹은 인공 가죽등의 소재로 제작될 수 있다. 또한, BOA 구조물(⑦)을 손목 착용부(130)의 일측에 구현하여, 손목 착용부(130)가 착용자의 신체 크기에 맞게 고정될 수 있도록 한다. 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 손목 착용부(130)에만 BOA 구조물(⑦)이 구현되어 있는 것을 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.

풀리부(190)는 팔뚝 착용부(120)에 부착되어 수축하는 팔뚝 회전 액추에이터(160)의 힘의 방향을 팔뚝 회전 운동 방향으로 변환한다.

즉, 풀리부(190)는 수직 방향의 축을 중심으로 회전한다. 풀리부(190)에 연결되어 있는 연결 구조물(⑧)이 팔뚝 회전 액추에이터(160)의 구동부의 수축 또는 이완에 따라 팔뚝 회전 액추에이터(160) 방향으로 당겨지거나 손목 착용부(130) 쪽으로 당겨지면, 연결 구조물(⑧)의 이동에 따라 축을 중심으로 회전하여, 힘의 방향을 팔뚝 회전 운동 방향으로 변환한다. 풀리부(190)의 기능에 대해서는 이미 알려진 것으로, 본 발명의 실시예에서는 자세한 설명을 생략한다.

팔뚝 회전 액추에이터(160)의 힘줄 역할을 하는 연결 구조물(⑧)을 풀리부(190)에 고정시키기 위해 홈이 파여 있는 베어링 구조로 풀리부(190)를 구현한다. 이를 통해, 풀리부(190)에 마찰 없이 연결 구조물(⑧)을 힘이 가해지는 방향으로 회전시킬 수 있다.

풀리부(190)는 풀리 구조의 회전에 의해 팔뚝 회전 액추에이터(160)의 수축 변위보다 더 많은 변위가 발생하도록, 서로 다른 반지름을 가지는 복수의 풀리 구조들을 결합하여 회전 변위를 증폭시킬 수도 있다. 여기서, 팔뚝 회전 액추에이터(160)의 수축에 의한 회전 운동은 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같다.

먼저, 도 4b에 도시된 바와 같이, 팔뚝 회전 액추에이터(161, 162)가 이완된 상태에서는, 제1 팔뚝 회전 액추에이터(161)와 제2 팔뚝 회전 액추에이터(162) 사이에 힘의 평형이 이루어진다. 따라서, 착용자의 팔뚝이 중립 위치에 있을 수 있다.

그러나, 도 4c에 도시된 바와 같이, 팔뚝 회전 액추에이터(161, 162)가 전기적 신호에 의해 수축하면, 풀리부(190)를 거쳐 손목 착용부(130)에 힘을 가해 팔뚝 회전 운동을 발생시킨다.

다음은 본 발명의 실시예에 따라 환자가 착용형 로봇(100)을 착용한 상태로 손가락을 굽힐 때, 착용형 로봇(100)이 손가락 굽힘 움직임을 모사하기 위한 엄지 액추에이터(170) 또는 검지 액추에이터(180)에 대해 도 5를 참조로 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 엄지 액추에이터(170)를 예로 하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 엄지 액추에이터의 예시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 엄지 액추에이터(170)는 한 쌍의 엄지 액추에이터(171, 172)를 포함하고, 각 와 각 엄지 액추에이터(171, 172)의 일측이 와이어부(173)에 연결된다. 여기서, 와이어부(173)는 금속 또는 나일론 소재로 제작되어, 강성이 높아 강한 장력을 견딜 수 있지만, 두께가 얇게 제작되어 잘 휘는 성질을 가질 수 있다.

도 5의 하단에 나타낸 바와 같이 엄지 액추에이터(171', 172')가 수축할 경우, 엄지 액추에이터(171', 172')의 수축에 의해 와이어부(173)가 기준 위치에서 앞으로 당겨진다. 와이어부(173)가 당겨지면서 와이어부(173)를 장갑 착용부(140)에 고정시킨 고정부(도면 미도시) 사이에 위치한 와이어의 길이가 짧아진다. 이로 인해 착용형 로봇(100)은 손가락의 굽힘 움직임을 모사한다.

이러한 엄지 액추에이터(170) 또는 검지 액추에이터(180)를 포함하는 착용형 로봇(100)이 손가락 접기 움직임과 손가락 구부리기 움직임을 모사하는 예에 대해 도 6 및 도 7을 참조로 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 착용형 로봇이 손가락 접기 운동을 모사한 예시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 착용형 로봇이 손가락 구부리기 운동을 모사한 예시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 손바닥 부분에 구비되어 있는 엄지 액추에이터(171, 172)가 수축하면, 손바닥 방향으로 와이어부(173)가 당겨진다. 그리고, 장갑 착용부(140)에 고정된 제1 와이어 고정부(177)를 당겨 엄지의 손가락 접기 움직임을 구현하게 된다.

이와 마찬가지로, 도 7에 도시된 바와 같이 검지 액추에이터(180)의 구동부가 수축하면서 와이어부(183)가 당겨진다. 이와 동시에 장갑 착용부(140)에 고정된 제2 와이어 고정부(184)를 와이어가 당기면서 검지 손가락을 구부리는 움직임을 모사할 수 있다.

이때 검지 액추에이터(180)의 수축에 따른 손가락 굽힘 각도는, 제2 와이어 고정부(184)의 위치와 높이를 조정함으로써 원하는 대로 조절할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 검지 손가락의 구부리는 움직임을 모사하는 것을 예로 하여 설명하였으나, 중지 손가락, 약지 손가락, 또는 새끼 손가락의 구부리기 동작 역시 동일한 방법으로 모사될 수 있다.

한편, 엄지 액추에이터(170) 부착 위치가 손등인 경우, 구동부가 이완됨에 따라 엄지 손가락의 펴기 움직임을 모사한다. 이와 마찬가지로, 검지 액추에이터(184, 185)가 손등 부분에 부착되어 있는 경우, 구동부의 이완으로 구부러진 상태의 검지 손가락의 펴기 움직임을 모사할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 착용형 로봇(100)을 이용하여 인체의 근육과 유사하게 동작하며 열에 의해 변형되는 유연한 액추에이터를 이용하여 팔꿈치 굽힘, 팔뚝의 회전 및 손가락 접기와 구부리기 동작의 움직임을 모사할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 근섬유, 운동신경 등으로 구성된 인간의 근육 모사가 가능한 인공 근육을 액추에이터를 이용하여 착용형 로봇에 적용한다.

그리고, 신축성이 뛰어난 열수축형 구동기를 이용하여, 가볍고 쉽게 착용이 가능하면서 큰 힘을 낼 수 있는 착용형 로봇을 개발할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (15)

1. 착용자가 착용하며, 상기 착용자의 상지 움직임을 보조하는 착용형 로봇으로서,
   상기 착용자의 상지에 해당하는 어깨, 팔뚝, 손목, 그리고 손에 각각 착용되는 복수의 착용부들,
   상기 복수의 착용부들 중 제1 착용부와 제2 착용부에 한쪽 끝이 각각 연결되며, 수축 변형에 의해 상기 상지 움직임을 보조하는 적어도 하나의 액추에이터,
   상기 착용자의 상지 움직임과 동작 의도에 따라, 상기 적어도 하나의 액추에이터가 수축되거나 이완되도록 제어하는 제어부
   를 포함하고,
   상기 어깨에 착용된 착용부와 상기 팔뚝에 착용된 착용부에 각각 연결된 액추에이터를 통해 상기 상지 움직임 중 팔꿈치 굽힘 움직임과 팔꿈치 펴기 움직임, 팔뚝 회전 움직임을 보조하고, 상기 손목과 손에 착용된 착용부에 연결된 액추에이터를 통해 상기 상지 움직임 중 손가락 접기 움직임과 손가락 구부리기 움직임을 보조하는, 착용형 로봇.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 착용부들은,
   상기 어깨에 착용되는 어깨 착용부, 상기 팔뚝에 착용되는 팔뚝 착용부, 상기 손목에 착용되는 손목 착용부, 그리고 상기 손에 착용되는 장갑 착용부를 포함하는, 착용형 로봇.
3. 제2항에 있어서,
   상기 상지 움직임이 팔꿈치 굽힘 움직임이면,
   상기 어깨 착용부인 제1 착용부의 제1 위치에 하나의 팔꿈치 굽히기 액추에이터의 한쪽 끝이 연결되고, 반대쪽 끝이 상기 팔뚝 착용부인 제2 착용부의 제1 위치에 연결되며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 팔꿈치 굽히기 액추에이터가 수축하여, 상기 팔뚝이 상기 어깨 방향으로 움직이도록 상기 착용자의 팔꿈치의 굽힘 움직임을 보조하고,
   상기 상지 움직임이 팔꿈치 폄 움직임이면,
   상기 어깨 착용부의 제2 위치에 하나의 팔꿈치 펴기 액추에이터의 한쪽 끝이 연결되고, 반대쪽 끝이 상기 팔뚝 착용부의 제2 위치에 연결되며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 팔꿈치 펴기 액추에이터가 수축하여 상기 팔뚝의 펴기 움직임을 보조하는, 착용형 로봇.
4. 제2항에 있어서,
   상기 상지 움직임이 팔뚝 회전 움직임이면,
   상기 제1 착용부는 상기 어깨 착용부이고, 상기 제2 착용부는 상기 손목 착용부이며,
   상기 팔뚝 착용부의 한쪽 측면에 구성되며 상기 착용자에 의해 가해지는 힘의 방향을 팔뚝 회전 운동 방향으로 변환하는 제1 풀리부,
   상기 한쪽 측면의 반대 측면에 구성되며 상기 착용자에 의해 가해지는 힘의 방향을 팔뚝 회전 운동 방향으로 변환하는 제2 풀리부,
   제1 액추에이터의 일측이 연결되어 있고 상기 제1 풀리부에 걸쳐져서 상기 손목 착용부에 연결되는 제1 연결 구조물, 그리고
   제2 액추에이터의 일측에 연결되어 있으며, 상기 제2 풀리부에 걸쳐져서 상기 손목 착용부에 연결되는 제2 연결 구조물
   을 더 포함하는, 착용형 로봇.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 액추에이터와 제2 액추에이터는 각각 한쪽 끝이 상기 어깨 착용부에 연결되고, 상기 상기 제1 액추에이터와 제2 액추에이터의 다른 쪽 끝은 상기 연결 구조물에 연결되며,
   상기 착용자가 제1 방향으로 힘을 가하면, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 액추에이터 또는 제2 액추에이터 중 어느 하나가 수축하여, 상기 연결 구조물이 연결되어 있는 상기 손목 착용부를 상기 제1 방향으로 회전시켜 팔뚝 회전 움직임을 보조하는, 착용형 로봇.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 풀리부 및 제2 풀리부는 상기 연결 구조물을 고정시키기 위해 회전 축에 수직 방향으로 홈이 파여 있는 베어링 구조인, 착용형 로봇.
7. 제2항에 있어서,
   상기 상지 움직임이 손가락 접기 움직임이면,
   상기 제1 착용부는 상기 손목 착용부이고, 상기 제2 착용부는 상기 장갑 착용부이며,
   손바닥 부분에 부착된 제1 액추에이터의 한쪽 끝과 제2 액추에이터의 한쪽 끝을 연결하는 하나의 와이어부, 그리고
   상기 장갑 착용부의 엄지 손가락에 상기 와이어부를 고정하는 적어도 하나의 고정부
   를 더 포함하는, 착용형 로봇.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 액추에이터와 제2 엑추에이터가 수축하여, 상기 와이어부를 손바닥 방향으로 당겨, 상기 와이어부가 연결되어 있는 고정부의 엄지 손가락을 손바닥 방향으로 당겨 접기 움직임을 보조하는, 착용형 로봇.
9. 제7항에 있어서,
   상기 상지 움직임이 손가락 구부리기 움직임이면,
   상기 장갑 착용부에서 상기 엄지 손가락을 제외한 나머지 손가락들에 설치된 복수의 고정부들
   을 포함하고,
   상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 액추에이터와 제2 엑추에이터가 수축하면, 상기 제1 액추에이터와 제2 엑추에이터의 한쪽 끝이 각각 연결되어 있는 상기 와이어부가 당겨져 상기 손가락 구부리기 움직임을 보조하는, 착용형 로봇.
10. 제2항에 있어서,
    상기 상지 움직임이 손가락 펴기 움직임이면,
    상기 제1 착용부는 상기 손목 착용부이고, 상기 제2 착용부는 상기 장갑 착용부이며,
    손등 부분에 부착된 제1 액추에이터의 한쪽 끝과 제2 액추에이터의 한쪽 끝을 연결하는 하나의 와이어부, 그리고
    상기 장갑 착용부의 엄지 손가락에 상기 와이어부를 고정하는 적어도 하나의 고정부
    를 더 포함하는, 착용형 로봇.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 액추에이터와 제2 엑추에이터가 이완되어, 상기 와이어부를 손등 방향으로 당겨, 상기 와이어부가 연결되어 있는 고정부의 손가락을 손등 방향으로 당겨 펴기 움직임을 보조하는, 착용형 로봇.
12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부에서 인가된 전류 또는 전달열에 의해 수축 변형이 발생하거나, 상기 열이 소실되면 이완되는 구동부,
    상기 제어부의 제어에 따라, 상기 수축 변형이 발생한 구동부가 냉각되도록 냉매를 순환시키는 냉각기,
    상기 구동부를 감싸도록 구현되고, 상기 구동부의 수축 및 이완에 따라 수축되거나 이완되도록 탄성이 있는 소재로 구현된 냉매 순환부,
    상기 구동부의 제1 끝점이 연결되며, 상기 제1 착용부에 부착되는 제1 커넥터, 그리고
    상기 구동부의 제1 끝점과 반대인 제2 끝점이 연결되며, 상기 제2 착용부에 부착되는 제2 커넥터
    를 포함하는 착용형 로봇.
13. 제12항에 있어서,
    상기 냉각기에서 배출되는 냉매를 상기 냉매 순환부로 유입시키며, 상기 제1 커넥터의 일측에 구비된 냉매 유입구, 그리고
    상기 제2 커넥터의 일측에 구비되며, 상기 냉매 순환부에서 상기 구동부의 열을 흡수한 냉매를 상기 냉각기로 배출하는 냉매 배출구
    를 더 포함하는, 착용형 로봇.
14. 제13항에 있어서,
    상기 착용형 로봇의 움직임을 측정하며, 유연 스트레인 센서 또는 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서로 구현된 로봇 동작 측정부, 그리고
    상기 착용형 로봇을 착용한 착용자의 의도를 센싱하며, 압력 센서, 또는 EMG(ElectroMyoGraphy) 센서로 구현되는 착용자 의도 측정부
    를 포함하는, 착용형 로봇.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 로봇 동작 측정부와 착용자 의도 측정부가 검지한 상기 착용형 로봇의 움직임과 착용자의 의도를 기초로 상기 착용형 로봇의 움직임을 제어하며,
    상기 제어부는,
    상기 로봇 동작 측정부와 상기 착용자 의도 측정부가 각각 센싱한 신호에 따라 상기 착용자의 의도에 맞게 상기 상지 움직임을 보조하고, 상기 적어도 하나의 액추에이터의 수축 변형을 위해 상기 구동부에 상기 전류 또는 전달열 중 어느 하나를 인가하는 가열 모듈, 그리고
    상기 적어도 하나의 액추에이터의 이완 변형을 위해 상기 냉매가 상기 냉매 순환부에서 순환하도록 상기 냉매를 제1 방향에 연결된 냉매 이동 튜브로 배출하는 냉각기
    를 포함하는, 착용형 로봇.

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