하모니게이트 “AI 로봇 의족으로 절단 장애인 사회 복귀 돕는다” [서울과기대기술지주 미래기업]

서울과학기술대학교 기술지주는 BRIDGE 3.0 사업을 통해 자회사의 기술 상용화와 시장 경쟁력을 높이고 있습니다. IT동아는 이러한 지원으로 성장 중인 기술지주 자회사들의 기술력, 사업화 성과, 기업가 정신을 소개합니다.

하모니게이트는 절단 장애인을 위한 AI 로봇 의족 ‘비보레그(Vivo-Leg)’를 개발한다. 비보레그는 휴머노이드 로봇 기술을 적용해 기존 전자식 의족의 한계를 개선한 로봇 의족이다. 무릎과 발목에 구동기를 장착하고 발가락을 추가해 평지는 물론 경사나 계단 등 복잡한 지형에서도 안정적이고 편안한 보행을 돕는다.

하모니게이트는 현재 2차 시제품까지 개발했고, 올해 안에 시제품을 완성해 오는 2027년 상용화할 계획이다. 2028년에는 국제 장애인 로봇 대회 ‘사이배슬론’에 출전해 글로벌 인지도 확보 후 글로벌 시장에 진출한다는 계획도 세웠다.

김정엽 하모니게이트 대표를 만나 하모니게이트와 비보레그에 대해 이야기를 나눴다.

김정엽 하모니게이트 대표 / 출처=IT동아

휴머노이드 로봇 기술로 장애인 돕기 위해 창업

IT동아: 안녕하세요, 김정엽 대표님. 대표님 소개 부탁드립니다.

김정엽 대표: 안녕하세요, 하모니게이트 김정엽입니다. 저는 지난 2006년 한국과학기술원(KAIST)에서 기계공학 전공으로 박사 학위를 받았고, 오준호 KAIST 교수의 휴머노이드로봇연구센터(휴보랩)에서 국내 최초 인간형 로봇인 휴보 시리즈를 주도적으로 개발했습니다.

이후 카네기멜론대학교(CMU) 로봇 연구소에서 박사후연구원(포스트닥터), 국방과학연구소(ADD) 로봇 5본부 선임연구원을 거쳐 지난 2008년부터 서울과학기술대학교(이하 서울과기대) 기계시스템공학부 지능형로봇전공 교수로 재직 중입니다.

현재 서울과기대 AI로봇융합기업협업센터장, 대한기계학회 동역학 제어 로봇 부문 부회장, 국방로봇학회 학술부회장을 맡고 있습니다. 또한 2018년부터 6년간 레인보우로보틱스 사외이사를 역임했으며, 현재 에스피지 기술고문, 로보라이즌 사외이사 등으로 활동하면서 로봇 시스템 개발 관련 기술 자문을 제공하고 있습니다.

IT동아: 하모니게이트를 설립한 계기는 무엇인가요?

김정엽 대표: 박사과정 시절부터 정부 연구개발(R&D) 과제를 통해 쌓아온 휴머노이드 로봇 기술과 AI 기술을 국민, 특히 사회적 약자인 장애인에게 도움이 되는 방향으로 활용할 수 없을까 하는 생각을 했습니다. 그러면서 하지 절단 장애인을 위한 로봇 의족에 관심을 갖게 됐습니다.

하지 절단 장애인은 세계적으로 그리 많지 않고, 경제적인 여건으로 비싼 의족을 구입하지 못하는 경우가 적지 않습니다. 그러다 보니 세계적으로 시장 규모가 작고, 의족에 대한 관심도도 낮습니다. 기술 개발이 더딜 수밖에 없는 상황이죠. 실제로 기존의 의족은 여러 불편을 야기합니다. 보행 시 피로가 쉽게 쌓이고, 비탈길이나 복잡한 지형에서 보행 안정성도 떨어집니다. 이에 절단 장애인의 일상 회복을 도울 수 있는 로봇 의족을 개발하기로 마음먹었고, 그 결과 지난 2025년 10월 하모니게이트를 창업했습니다.

IT동아: 하모니게이트는 어떤 회사인가요?

김정엽 대표: 하모니게이트는 절단 장애인을 위한 AI 로봇 의족 비보레그를 개발하고 있습니다. 저희의 목표는 피지컬 AI 기술을 활용해 장애인의 사회적 복귀를 지원함으로써 국가의 사회적 지출 비용 절감, 안정적인 사회적 원동력 유지에 기여하는 것입니다.

회사명은 저희가 개발한 로봇 의족과 장애인이 조화를 이루면서 내딛는 걸음새를 뜻합니다. 이때 걸음새는 로봇 의족과 함께 걷는 걸음새뿐 아니라 절단 장애인이 사회로 다시 복귀할 수 있도록 곁에서 지원하는 걸음새도 의미합니다.

비보레그 1차(왼쪽), 2차 시제품 / 출처=하모니게이트

구동기와 발가락 관절 적용, 비보레그

IT동아: 현재 AI 로봇 의족 비보레그를 개발하고 있습니다. 어떤 제품인가요?

김정엽 대표: 비보레그는 절단 장애인을 위한 AI 로봇 의족입니다. 휴머노이드 로봇 기술을 적용해 기존 전자식 의족의 기능적 한계를 개선함으로써 절단 장애인이 보다 편하고 안전하게 보행하도록 돕습니다.

전자식 의족은 내부 실린더를 통해 관절 움직임에 따라 저항을 바꾸는 방식입니다. 평지에서는 충분히 유용합니다. 하지만 구동기가 없기 때문에 보행 시 피로가 많이 쌓입니다. 또한 계단을 오르내리거나 불규칙한 지형에서는 넘어질 위험도 있습니다. 이런 불편을 해결하기 위해 비보레그에는 무릎과 발목에 구동기를 달았습니다. 무릎의 구동기는 계단을 오르내릴 때 피로감을 줄이고, 발목의 구동기는 경사나 계단을 오르내릴 때 안정성을 더합니다.

발가락을 장착한 것도 비보레그의 특징입니다. 사람은 걸을 때 발가락이 지면을 밀면서 추진력을 얻고 좌우 보행 대칭성을 유지합니다. 좌우 보행 대칭성이 유지되면 근골격계 질병도 예방할 수 있습니다. 이에 저희는 비보레그에 발가락도 달았습니다. 또한 발가락 관절을 발목 구동기와 연동했습니다. 걸을 때 발목과 같이 움직이도록 한 것이죠. 발가락이 지면을 밀어내면서 보행하도록 돕기 때문에 사용자의 피로감을 줄이고 좌우 보행 대칭성을 높입니다.

IT동아: 비보레그에는 어떤 AI 기술이 적용됐나요?

김정엽 대표: 인체 모방 AI 기술을 적용했습니다. 모션 캡처로 얻은 보행 데이터를 기반으로 보행 패턴을 모델링하고 절단 장애인의 보행 상태를 추정해 부드럽게 움직일 수 있도록 보조하는 기술입니다. 현재 사람의 보행 데이터를 학습해 유사한 움직임을 재현하는 모방학습을 적용하기 위해 고도화 중인데, 이를 통해 좀 더 자연스러운 걸음새를 구현할 것으로 기대하고 있습니다.

향후에는 가상 환경에서 다양한 인간 모델을 생성하고 다양한 지형에서의 보행을 학습하는 강화학습도 적용해 보행 성능을 고도화할 것입니다. 또한 절단 장애인의 동작이나 음성, 주변 환경 정보를 수집하는 스마트 웨어러블 기기와 연동해 평지, 경사, 계단, 앉기, 서기 등의 동작 변화가 쉽게 이뤄지도록 개발할 계획입니다.

비보레그 2차 시제품의 보행 테스트 모습 / 출처=하모니게이트

2027년 상용화, 2028년 사이배슬론 출전 목표

IT동아: 비보레그의 현재 개발 단계는 어떻게 되나요?

김정엽 대표: 현재 2차 시제품까지 완성했고, 향후 정부 지원 사업을 통해 배터리, 절단부와 의족을 연결하는 소켓 등을 추가하면서 완성도를 높일 계획입니다. 올해 중순에는 절단 장애인을 섭외해 실제 사용성 테스트를 진행할 예정입니다. 이를 통해 올해 안에 시제품을 완성하고 2027년에 상용화하는 것이 목표입니다.

비보레그를 개발하면서 미국 일리노이대학교 시카고 캠퍼스(UIC)와도 협력하고 있습니다. 의족이 착용자에게 맞지 않으면 보행 동작이 어색하고 보행 중 에너지 소모가 많아져 쉽게 피로해집니다. 이에 보행 중 실시간으로 걸음새의 매개변수(파라미터)를 바꿔 착용자에게 최적화하는 기술이 필요합니다. 이 부분은 일리노이대학교 시카고 캠퍼스와 협력하면서 개발 중입니다.

IT동아: 현재 서울과기대기술지주의 지원을 받고 있습니다. 어떤 지원이 있었나요?

김정엽 대표: 하모니게이트는 서울과기대기술지주의 자회사로 편입되어 있습니다. 구성원이 서울과기대 재학 중이거나 졸업생이다 보니 사업 운영에 도움이 될 것 같았고, 저희가 학교에 기여할 수도 있을 것 같아서 자회사가 되기로 했습니다. 덕분에 서울과기대기술지주로부터 많은 지원을 받고 있습니다.

대표적인 것이 투자 유치 관련 자문입니다. 저희는 TIPS 운영사인 엑셀러레이터로부터 투자 유치를 계획하고 있는데, 구성원이 연구개발에 특화되어 있다 보니 투자 생태계나 투자 유치 프로세스에 대한 전문지식이 부족합니다. 서울과기대기술지주가 투자자와의 미팅을 주선하고, 미팅 시 같이 참여하는 등 많은 도움을 받고 있습니다. 또한 정부 과제나 지원사업 소식도 알려주고, 관련해 궁금한 부분도 해결해 줍니다.

이와 함께 브릿지3.0(BRIDGE 3.0) 사업을 통해 기술 상용화, 시장 경쟁력 강화에도 도움받고 있습니다. 브릿지3.0은 교육부가 운영하는 대학 창의적 자산 실용화 지원 사업으로, 대학의 연구 성과를 기업과 연결해 기술 이전 및 사업화 촉진을 목표로 하는 사업입니다.

비보레그에 대해 설명하는 김정엽 대표 / 출처=IT동아

IT동아: 마지막으로 향후 계획, 목표에 대해 말씀 부탁드립니다.

김정엽 대표: 우선 여러 대학, 기업과 협업해 비보레그를 성공적으로 상용화하는 것이 목표입니다. 그리고 오는 2028년 국제 장애인 로봇 대회인 사이배슬론에 출전할 계획입니다. 사이배슬론에는 절단 장애인이 의족을 착용하고 미션을 수행하는 종목이 있는데, 해당 종목에 입상함으로써 국제적으로 인지도를 높인 후 북미와 유럽을 중심으로 시장을 개척하고자 합니다.

지금은 절단 장애인을 위한 로봇 의족에 집중하고 있지만, 향후에는 노약자 및 마비 장애인을 위한 웨어러블 로봇, 나아가 거동이 어려운 병상 환자의 간병을 위한 휴머노이드 로봇까지 개발할 계획입니다.

하모니게이트의 목표는 절단 장애인이나 환자가 일상생활뿐 아니라 사회에 복귀하도록 돕는 것입니다. 이를 통해 사회적 약자가 소외되지 않도록 돕는 로봇 기업으로 성장하고자 합니다. 단순히 이윤을 추구하는 것이 아니라 사회적 가치를 창출해 존경받는 기업이 되도록 노력하겠습니다.

IT동아 한만혁 기자 (mh@itdonga.com)