[비즈월드] 우리나라는 2020년이면 총 인구 중 65세 이상의 인구 비율이 7% 이상인 고령사회로 진입하게 될 것으로 예상되고 있습니다. 게다가 의료 발전 등의 영향으로 85세 이상 초고령 인구도 급격하게 증가하고 있습니다.

현재 전 세계적으로 고령화가 진행되고 있는 시점에서 고령자 삶의 질(QOL; Quality Of Life) 향상을 통해 사회참여를 도모하기 위해 필요한 분야로는 생명지원 분야, 생활지원 분야와 생활 활동지원 분야 등으로 구분할 수 있으며 이에 필요한 기술로는 생체기능 대행 보조기술, 치료지원 기술, 자립지원 기술, 생체계측 기술 등을 활용한 자립지원 기술 및 간호지원 기술이 요구되고 있습니다.

이런 기술 중 하나로 전동 휠체어나 전동 스쿠터가 고령자의 이동수단으로 각광받고 있습니다. 고령자는 짧은 거리도 혼자서 걸어 다니기가 힘든 경우가 많습니다. 팔 힘이 없기 때문에 혼자서 휠체어의 바퀴를 밀수가 없어 전동모터의 구동력을 필요로 합니다.

전동 스쿠터는 모터, 배터리, 기어 장치 및 제어 장치 등을 장착해 전기의 힘으로 구동되며, 최근에는 장애 또는 노약자를 위해 근거리 이용 및 이송수단으로 많이 이용되고 있으며, 스쿠터의 본체에는 사람이 운전을 하거나, 조정하기 용이하도록 손잡이가 연결되어 있습니다. 하단에는 노면과 접지되도록 여러 개의 바퀴가 부착되어 있습니다.

그러나 이들 제품의 경우 노면이 균일하지 않으면, 바퀴와 노면과의 사이에 접지력이 달라 접지력이 약한 바퀴가 헛돌게 되어 카트가 직진을 하지 못하고 한쪽으로 기울이 지는 등의 문제점이 있습니다. 노면의 충격을 잘 흡수하지 못해 적재물이 파손되거나 본체가 파손되고, 전복 때에 사용자의 안전에 큰 문제를 일으키는 등의 문제점이 자주 발생하고 있기도 합니다.

교통약자법에 의거 교통약자는 모든 교통수단에 대해 차별없이 안전하고 편리하게 이용할 수 있는 권리를 가진다고 되어 있지만 휠체어 이용자가 이용할 수 있는 교통수단은 극히 제한적입니다.

게다가 이동 제약자들은 긴급재난상황에서도 이동이 매우 취약해 병원, 요양시설, 이동지원센터 등의 시설에 대한 화재 발생 때 대규모 인명사고가 발생할 위험이 있어 신속한 대피를 지원하기 위한 무동력의 계단이송 지원 장치의 개발이 절실한 상황입니다.

특히 장애인 및 고령자 등 교통약자를 위한 이동수단은 운전 중에 발생하는 상황에 대한 운전자의 대응이 신속하게 이루어지기 어려워 전복 위험이 항상 존재하는 상황에서 이에 대한 대응 기술의 개발이 요구되고 있습니다.

이런 가운데 한국건설기술연구원과 위드로봇이 최근 첨단기능을 갖추고 탑승자의 안전을 지켜주는 교통약자용 퍼스널 모빌리티를 개발하는데 성공한 것으로 확인됐습니다.

2018년 7월 23일 출원됐으며 지난해 12월 10일 특허청으로부터 등록을 받은 ‘주행 안전성을 높인 고령자 및 교통약자를 위한 이동수단 및 이의 구동 제어 방법’ 특허가 그것입니다.

이 특허에 등장하는 대형 앞바퀴 2개, 소형 뒷바퀴 2개 등 하단 부분이 삼각형 형태인 이동수단은 차체 전·후방에 장착된 센서 검출 정보를 기준으로 주행 안전성을 높일 수 있도록 장애물 경고 및 감속, 긴급 제동을 수행하도록 구성됐습니다.

차체 전후방에 장착된 영상, ToF, 초음파 센서의 입력 정보를 바탕으로 특정 범위 내에서 장애물이 감지되었을 때 부저를 통해 알람음을 생성하거나 패널부에 특정 빛이 점멸해 위험을 알리게 됩니다.

더 위급한 상황이 되었는데도 탑승자가 이 기기의 속도를 늦추지 않거나 정지하지 않으면 기기가 스스로 판단해 정지까지 수행합니다.

특히 핸들의 움직임 각도를 인식해 구동륜의 좌우측에 장치된 모터의 회전수에 차등을 주어 차체가 한쪽 방향으로 회전할 수 있게 하고, 후륜 캐스터가 핸들 움직임 각도를 인식해 회전반경을 줄여 운전 편리성 및 안전성을 높일 수 있도록 했습니다. 이동 후에는 접이식으로 보관에서의 편리함도 생각했습니다,

이 발명의 가장 큰 특징은 스테레오 카메라를 이용해 도로 평탄도를 측정하고, 평탄도 출력값을 기준으로 장애물 경고 및 감속, 긴급 제동까지 한다는 것입니다.

기기의 두뇌라고 할 수 있는 데이터 처리부분은 눈의 역활을 하는 스테레오 카메라 캘리브레이션을 이용해 에피폴라 라인이 수평이 되도록 영상을 보정(rectification)하고, 보정된 영상으로 스테레오 매칭 알고리즘을 수행하는 영상 보정 및 블록 매칭부와 깊이 정보(disparity map)에서 중복되는 정보를 제거(Voxel filtering)하고 포인트 클라우드 데이터를 추출하는 점군 데이터 획득부로 나뉩니다.

스테레오 센서의 스테레오 영상 및 ToF 센서, 초음파 센서의 센싱 데이터가 입력되면 동체 및 부동체 인식을 해 사람, 자전거, 자동차 등의 동체 위험 정도를 판단하고 바닥면 돌출부, 고정 지형물 등의 부동체 위험 정도를 판단해 긴급 제동 명령을 내려 이동 기기를 정지시키게 됩니다.

기존 전동 휠체어나 전동 스쿠터에 비해 공간이용도가 좋을 것으로 예상되지만 특허 도면만을 보면 쇼핑 봉투 등 물건을 적재하는데는 한계가 있을 것으로 보여 이에 대한 대안 마련이 필요할 것으로 여겨지고 있습니다.

몇몇 사항들이 보완되고 저렴하게 생산 판매되어 장애인이나 고령자들이 비장애인이나 젊은층과 같이 이동에 불편함이 없는 세상을 만드는데 해당 특허 기술이 큰 역할을 하기를 기대합니다.