[더구루=김예지 기자] 삼성전자가 인공신경망을 활용해 사용자의 운동 데이터와 운동 목표를 입체적으로 분석하고, 웨어러블 로봇에 적용할 토크(회전력) 파라미터를 정밀하게 결정하는 지능형 제어 기술을 특허로 공개했다. 단순한 신체 활동 기록 측정을 넘어, 인공지능(AI)이 실시간 분석 결과를 바탕으로 웨어러블 기기의 보조력이나 저항력을 유기적으로 조절할 수 있도록 설계한 것이 핵심이다.

1일 미국 특허상표청(USPTO)에 따르면 삼성전자는 '웨어러블 디바이스 제어 방법 및 이를 수행하는 전자 장치(Method of controlling wearable device and electronic device for performing the same)' 특허를 공개했다. 특허번호 'US 2026-0284465 A1'이다.

해당 특허는 지난 2024년 12월 30일 출원된 국제특허(PCT/KR2024/021379)의 계속출원 건으로, 미국 정식 출원일은 지난 5월 27일, 공개일은 지난달 24일이다.

이번에 공개된 시스템은 하체에 착용해 보행이나 운동을 물리적으로 보조하는 웨어러블 디바이스와 이를 총괄 제어하는 스마트폰 등 전자 장치가 긴밀하게 연동되는 구조를 취하고 있다. 전자 장치는 스마트폰 외에도 스마트워치나 스마트글래스 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이를 통해 사용자의 생체 정보와 운동 데이터를 다각도로 수집·연계하는 실시예가 함께 제시됐다. 웨어러블 기기 내부에는 센서가 탑재되어 신체 움직임 데이터를 수집하며, 특허에서는 대표적인 운동 수행 지표로 △심박수 △보행 속도 △보폭 등을 예시로 들고 있다.

기술의 브레인 역할을 담당하는 핵심은 단연 머신러닝 기반의 인공신경망 모델이다. 사용자가 사전에 운동 목표를 설정하면, 시스템은 △운동 구간 △운동 경과 시간 △토크 파라미터 변경 여부 등의 특성 데이터와 현재 적용된 토크 파라미터 등을 모델의 입력값으로 활용해 사용자의 운동 수행 지표를 추정해 낸다.

이어 시스템은 사용자가 설정한 운동 목표와 신경망이 추정한 운동 수행 지표 간의 차이를 손실 값으로 설정하고, 이 손실을 최소화하는 최적의 토크 파라미터를 탐색한다. 여기서 도출되는 토크 파라미터에는 모터가 실제로 출력하는 토크의 크기와 해당 토크가 적용되는 시점이 포함된다. 결정된 파라미터는 제어 신호를 통해 웨어러블 기기로 즉각 전달된다. 기기는 이에 발맞춰 정확한 토크를 발생시킨다. 이러한 메커니즘은 단발성 작동에 그치지 않고 여러 운동 구간에 걸쳐 반복되면서 다음 운동 구간에 적용할 토크를 유연하게 조정하는 피드백 구조로 완성된다.

업계에서는 이번 특허가 AI 기반의 고도화된 운동 분석 결과를 실제 하드웨어인 웨어러블 기기의 구동 제어로 직결하는 구체적인 청사진을 제시했다는 점에서 의미가 깊다고 평가한다. 다만 특허 공개만으로 해당 기술의 조기 상용화나 구체적인 제품 출시 시점을 예단하기는 이르다는 시각도 나온다.

인체에 직접적이고 안전한 물리적 힘을 가해야 하는 외골격 로봇의 특성상, 향후 시장 진입을 위해서는 고도화된 소프트웨어 구동 외에도 △기계적 안전성 △편안한 착용감 △제어 안정성 등을 확보하기 위한 정교한 후속 제품 개발 과정이 필수적일 것으로 전망된다.