다리 잃은 셰퍼드 '버디', 3D 프린팅 의족 착용한다

다리를 잃은 개가 일부 연구원들의 지원으로 3D 프린팅 의족을 갖게 됐다.

'IEEE 스펙트럼'에 따르면 IEEE Eta Kappa Nu(IEEE-HKN)의 이오타 델타(Iota Delta) 지부와 뉴저지주 호보켄(Hoboken)에 있는 스티븐스 기술연구소(Stevens Institute of Technology)의 자원봉사자들이 다리 일부를 잃은 독일 셰퍼드를 위해 새로운 전동 보철물을 제작 중이다.

버디(Buddy)라는 이름의 1실짜리 개는 지난해 브루클린(Brooklyn)에 있는 뉴욕시 동물보호센터(Animal Care Centers) 외부에 버려졌다. 센터 직원들은 버디의 왼쪽 뒷다리가 철사로 묶였거나 고무줄로 감겨진 채 감염돼 버디가 발과 발목 일부를 물어뜯었다고 보고 있다. 이 개의 생명을 구하기 위해 한 수의학팀이 다리 아랫부분을 절단하고 보철물을 부착했지만 보철물이 버디의 동작 범위를 제한시키고 있었다. 수의학팀은 이 제한이 궁극적으로 고관절 이형증을 초래해 개의 뒷다리 사용을 제한할 가능성이 있는 것으로 봤다.

버디에 대한 TV 뉴스를 본 후 대학원생, 학부생, 교수들로 구성된 스티븐스 연구팀은 조치를 취하기로 결정했다. 팀은 보조금을 신청했고 고등학교와 대학생들이 지역사회를 돕기 위해 기술적 해결책을 사용할 수 있는 프로그램인 IEEE의 EPICS로부터 1만 달러(약 1206만원)를 지원받았다. 이 팀은 보조금으로 3D 모델링과 프린팅을 사용해 전동식 보철물을 제작할 계획이다.

팀을 이끌고 있는 IEEE 멤버이자 스티븐스 기계공학과 조교수인 다미아노 자노토(Damiano Zanotto)는 “비용과 체중 제한 때문에 개를 위해 이런 보철물이 만들어진 적이 없다”며 “센서, 컨트롤러 및 배터리 팩과 같은 더 작고 가벼운 구성 요소가 최근 개발되면서 이것이 가능해졌다”고 말한다.

다른 개에도 적용 가능하도록 확장성 부여

연구팀은 보철물 원형을 완성하기 위해 노력하고 있으며 궁극적으로 모터, 마이크로컨트롤러, 선형 전위차계, 관성 측정 장치가 장착된 적응형의 견고한 모델을 만들 계획이다. 전위차계는 버디의 에너지 소모를 최소화하는 데 도움을 줄 수 있으며 관성측정기는 버디의 몸의 특정한 힘과 방향을 보고한다.

자노토는 팀의 중요한 미션 중 하나가 버디를 만나는 것이라고 말했다. 어느 정도의 놀아주는 시간 외에도 보철기구를 이용한 움직임이 가능한 한 자연스러운 것이 되도록 하기 위해 개의 걸음걸이를 측정하고 다른 데이터를 수집함으로써 향후 고관절 부상의 가능성을 줄이고 있다.

자노토는 고속 프로토타이핑 기술, 특히 3D 스캐너와 프린터의 발전으로 프로토타입을 더욱 쉽게 맞춤화하고 변형할 수 있게 되었다고 말한다. 연구팀은 올해 말까지 보철물 완성이 가능할 것으로 보고 있으며 버디와 같은 독일산 셰퍼드뿐만 아니라 다양한 개에 적합하도록 변형될 수 있다고 말한다.