[3D 프린터로 새 삶을 출력하다] 9화 - 악수하기까지 80일이 걸리다

[만드로용]

원문 링크: http://m.newsfund.media.daum.net/episode/576

[지난 이야기 요약]

지난 2015년 1월 8일, 사고로 두 손을 잃었다는 동갑내기('정상에서' 님)의 사연을 읽게 된 이후 생애 처음으로 3D 프린팅 전자의수 제작을 시작하게 되었다.

많은 분들로부터 응원과 후원의 메시지를 받았고, 단 한 번의 재능기부로 멈추어서는 안될 것 같다는 판단을 했다.

현재는 어제보단 나은 내일을 꿈꾸며, 산더미 같은 개선 사항들을 보완하면서 '정상에서' 님과의 세 번째 약속 마감(4월 7일)을 지키기 위해 전자의수를 개선하는 중이다. 

[ 2015년 3월 31일, 전자의수(버전 3.0)에 쓰인 주요 부품들의 모습 ]

비록 전자의수 제작 중 시간과 비용의 벽과 사회의 인식 및 제도적 어려움이라는 현실의 벽을 만났지만 '돈이 없어서 전자의수를 쓰지 못하는 사람은 없어야 한다.'는 생각을 실현하기 위해, 현재는 이 분야의 많은 분들과 함께 전인미답의 길을 헤쳐나가는 중이다. 

- - - 지난 이야기 끝 - - -

"'정상에서' 님과의 약속, 
2015년 4월 7일"

지난 5화에서도 이야기한 바와 같이, 나는 대부분의 일에서 마감시한을 내 생각보다 조금 더 짧게 잡는 편이다. 내 스스로에게 편한 일정을 잡으면, 노력을 덜 하게 된다는 주관적 생각이 나 스스로를 바쁘게 만드는 편이다. 

위의 4월 7일이라는 약속 날짜가 생겨난 계기는 다음과 같다.

먼저, 지난 1월 24일에 '정상에서' 님을 만나서 첫 번째의 전자의수를 전달해 드렸다. 이 때에는 위키데이 2/3기의 작업 마감시간에 쫓겨 제작했기에 '장난감 수준'의 결과물이 나왔고, 사용에는 어려움이 많았다. 아래 사진에서 첫 번째 전자의수의 모습을 다시 확인할 수 있다. 

[ 2015년 1월 24일에 제작 완료한 첫 번째 전자의수 (버전 1.0) ]

따라서 나와 '니오' 님은, '정상에서' 님께 개선된 버전을 제작해 드리기로 약속하였고, 약 1달 반의 시간 후인 3월 7일에 두 번째 전자의수를 제작하여 전달해 드렸다.

약 1달 반의 기간을 거쳐서 무게 경량화, 악력 개선, 손가락 텐션 확보, 근전도 센서 활용 등의 다양한 기술적 개선이 이루어졌다. 아래 사진들에서 두 번째 전자의수의 모습을 다시 확인할 수 있다. 

[ 2015년 3월 7일에 제작 완료한 두 번째 전자의수 (버전 2.0) ]

[ 2015년 3월 7일에 제작 완료한 두 번째 전자의수 (버전 2.0) ]

[ 2015년 3월 7일에 제작 완료한 두 번째 전자의수 (버전 2.0) ]

비록 지난 3월 7일에 꽤 개선된 전자의수를 만들긴 하였으나, 여전히 개선해야 할 부분이 너무나 많았다. 먼저, 사람 손가락처럼 '방사형' 형태가 아니었기에 물건을 잡는 것이 불편했고 '엄지 손가락'의 각도와 위치가 적합하지 않았다. 전체적인 손가락도 조금 더 길어야 했고, 손바닥도 평판이 아니라 사람의 손처럼 곡면을 갖도록 변경되어야 했다. 

그리하여, 3월 7일 오후 '정상에서' 님의 댁을 나와 부산역으로 돌아오는 길에서 다음 번 마감시한을 4월 7일로 약속하였고 위와 같은 개선 사항들을 해결하기로 결정하였다. 

"본격적인 설계 변경"

먼저, 기존 전자의수 (버전 2.0) 에 존재하는 문제들은, 근본적인 설계 변경을 필요로 하는 것들이었다. 지난 6화, 7화, 그리고 8화에 걸쳐서 보인 바와 같이, 전자의수의 모든 부품을 처음부터 재 설계하는 것이 필요했다. 항시 시간에 쫓겨 다녔기에 계속 단기적인 목표만을 해결하면서 놓쳤던 부분이었다.

그리하여 수정/보완이 어려운 기존의 '3차원 의수 설계 도면'에서 탈피하여, 근본적 개선을 해야겠다는 마음에 대규모 설계 변경을 시작했다. 아래 사진들은 전반적 설계 변경이 완료된 후의 모습으로, 총 28개 부품의 결합으로 완성된다. 

[ 처음부터 다시 설계한 전자의수 (버전 3.0)의 3차원 설계 모형도 ] 

[ 처음부터 다시 설계한 전자의수 (버전 3.0)의 3차원 설계 모형도 ]

[ 처음부터 다시 설계한 전자의수 (버전 3.0)의 3차원 설계 모형도 ]

참고로 위에 보인 설계 도면에서 노란색 빛이 나는 부분은 말랑말랑한 재료로 제작되어야 하는 부분이고, 이 외에도 손가락 끝 마디에는 추가로 실리콘 (미끄럼 방지) 패드를 달아주는 것이 좋다. 

비록 로봇 손이지만 사람 손에 조금 더 근접한 형태로 나아가고 있음을 확인할 수 있다. 아래에는 여러 각도에서 바라본 몇 장의 사진을 추가로 더 보인다. 

[ 처음부터 다시 설계한 전자의수 (버전 3.0)의 3차원 설계 모형도 ]

[ 처음부터 다시 설계한 전자의수 (버전 3.0)의 3차원 설계 모형도 ]

위의 설계 작업은 3차원 캐드(CAD) 모델링에 대한 전문적 경험이 전혀 없던 내가 주로 (80% 가량) 했기에 부족한 부분이 많은 편이다. 

다행히 '니오' 님과 최근 2달 반 동안 함께 작업하면서, 이 분의 3D 모델링 노하우를 실시간 체득한 결과로 그럭저럭 할 수는 있었다. 당연하게도 건축, 산업디자인 또는 기계공학을 전공한 분들은 이보다 훨씬 멋진 설계를 할 수 있을 것이다.  

"설계 변경에 3주 소모, 

이제는 마무리할 때다"

참고로 위와 같은 설계는 한 번에 나오지 않았다. 지난 3월 7일 이후로 지금 내 PC에 새로 생성된 3D 도면 파일 개수가 약 200개 내외인 것과 최근 하드디스크가 가득 차가는 상황을 살펴보면, 꽤 많은 점진적 변화가 일어났음을 다시 느낄 수 있었다.

어쨌든 3주가 넘는 시간을 설계 변경에 투자한 결과, 이제는 마감시한이 1주도 남지 않은 상황이 되었다. 심지어 4월 7일은 평일이기에, 주말밖에 시간을 내기 어려운 현 상황에서는 목표 날짜를 주말인 4월 4일(토)로 앞당겨야 했다. 그러자 마무리할 시간이 채 3일도 남지 않게 되었다. 하지만 다행히 '니오' 님이 몇 일 밤을 같이 작업하여 주셨기에 마무리에 온 정신을 쏟을 수 있었다.

아쉽지만 지난 8화 이후로 작업에만 몰두한 나머지 사진을 몇 장 찍지 못했기에, 이 과정에서 남길만한 것들은 아래의 작업 풍경 정도가 되겠다. 

[ 3월 31일의 작업 풍경 ]
"이제 Mark III (3.0) 버전을 이루는 주요 부품이 완성된 것 같다. 오늘 밤 내로 부품 조립 후 테스트를 진행해야겠다." - 그리고 나는 '니오' 님을 소환한 후, 그날 밤을 꼬박 새고 다음날 아침 8시까지 작업을 했다. 여기 까지가 지난 8화의 내용이다. 

[ 4월 1일의 작업 풍경 ]
"이제 토요일까지 3일 남았다. 그런데 이번에도 왼손만 제작하고, 오른손은 아직 만들지 못했다. 좋다. 일단은 시간이 없으니, Mark III 버전 제작은 왼손 하나에만 집중하자." - 이 날은 3시간도 못 잔 상황이라서 컨디션이 망가져서 작업 속도가 더디어졌고, 일부 부품을 재설계 하는 수준에서 머무르게 되었다. 

[ 4월 2일의 작업 풍경 ]
"부산으로 출발하기 2일 전이다. 오늘은 이곳 저곳에서 미팅이 많아서 작업이 어려운 상황이다. 그래, 일단 체력을 비축해서 내일 전부 마무리하자." - 그리고 수정된 부품을 일부 제작하여 전자의수를 다시 조립하였다. 

[ 4월 3일의 작업 풍경 ]
"드디어 오늘 하루만 남았다. 그런데 내일 부산행 열차가 모두 매진이라서 첫차를 타야 하는 상황이다. 오늘은 끝장 작업 후 새벽 첫 차를 타고 부산으로 출발하자." - 그리고 나는 또 '니오' 님을 저녁에 소환하여 같이 밤을 새고 다음 날 새벽 4시까지 작업을 진행했다. 일부 마무리하지 못한 부분은 어쩔 수 없이 부산에서 진행해야 했다. 

"가자, 부산으로!"

위와 같이 작업을 끝마친 후 부산에 가져갈 짐을 싸니 벌써 4월 4일 새벽 4시 30분이 되었다. 다행히 '니오' 님과 함께 서울역을 향해 택시를 탔는데 여유 있게 도착할 수 있었고, 아래는 생애 처음 밤샘 작업 후 타보는 이른 시간의 KTX 열차 앞에서 찍은 인증 사진이다. 

[ 서울역에서 KTX를 타기 직전에 기념으로 남긴 사진 ]

[ 서울역에서 KTX를 타기 직전에 기념으로 남긴 사진 - 

특히 이날은 '부산' 이라는 글자가 조금 더 강렬하게 느껴졌다. ]

그리고 드디어 부산에 도착했다. 부산에서 '정상에서' 님을 만나서 셋이 함께 아침 식사를 마친 후, '정상에서' 님의 댁으로 이동하여 본격적인 마무리를 진행했다. 아직 전부 끝내지 못하고 부산에 왔기에 해야 할 일이 조금 더 있었다. 약 4시간에 걸쳐서 미흡한 부분을 보완하였다. 아래는 작업 과정 중 찍은 사진들이다. 

[ 마무리 작업 중 찍은 전자의수의 모습 - 

말랑말랑한 재료로 제작한 노란색 부품과, 

연두색의 실리콘 재질의 미끄럼 방지 패드를 결합하였다. ]

[ 마무리 작업 중 찍은 전자의수의 모습 - 

손바닥에도 미끄럼 방지를 위한 패드를 장착하였다. ]

위의 사진에서 눈에 띄기도 하지만 좀 더 개선되어야 하는 부분은 미끄럼 방지를 위해 추가로 장착한 미끄럼 방지 부품들이다. 일단은 테스트 차원에서 설계하여 붙인 노란색 부품과 함께, 쉽게 재단할 수 있는 미끄럼 방지 패드를 잘라 붙인 형태이다. 이 부분에 대해서는 재료를 좀 더 이해한 후 더 개선하는 것을 목표로 하고 있다.  

[ 마무리 작업 중 찍은 전자의수의 모습 - 

'정상에서' 님의 팔에 장착될 부분과, 임시로 제작된 전자회로 부품이 보인다. ]

위의 사진은 전자의수에 사용된 부품 전체를 보여주는 사진으로, 아직 전자회로를 경량화하는 작업을 진행하지 않은 것을 확인할 수 있다. 이번 버전(3.0)의 테스트 완료 후에 소형화를 진행할 계획이다. 소형화 후에는 손등 내부의 공간에 장착할 수 있을 정도로 작아질 것이다. 

"다시 물건을 잡다"

드디어 마무리 작업이 완료되었다. 다음으로 걱정과 기대가 교차하는 가운데 '정상에서' 님과 실제 착용 테스트를 진행했다. 지난 3월 6~7일에 이미 경험을 해 봤기에, 큰 어려움 없이 착용 및 튜닝 작업을 진행할 수 있었다. 아래의 사진들은 전자의수를 착용한 후의 모습을 보여준다.

[ '정상에서' 님이 전자의수를 착용한 모습 1 - 

아직 지저분한 팔 견착 부분은 개선이 필요하다. ]

[ '정상에서' 님이 전자의수를 착용한 모습 2 - 

아직 정리되지 않은 전자회로 부분도 간소화가 필요하다. ]

[ '정상에서' 님이 전자의수를 착용한 모습 3 - 

주먹을 쥔 모습이다. ]

[ '정상에서' 님이 전자의수를 착용한 모습 4 - 

주먹 쥐고 펴는 과정을 테스트하는 모습이다. ]

위 사진에 보인 것처럼, 팔에 장착되는 부분은 아직 개선해야 할 것이 많은 상황이다. 이 부분은 기존의 의수에 쓰인 방식들을 활용하여 해결할 숙제로 놔두고, 다음과 같이 '정상에서' 님이 몇 가지 물체들을 집는 작업을 테스트 하였다. 

[ '정상에서' 님과 함께한 전자의수 버전 3.0 동작 테스트 - 

묵직한 WD40 스프레이를 드는 모습 ] 

먼저, 엔지니어의 필수품인 WD40 스프레이(방청윤활제)를 쥐고 들어보는 모습이다. 꽤 묵직해서 약간은 긴장되었지만, 다행히 아주 편하게 들 수 있음을 확인했다. 미끄럼 방지 패드를 장착한 것이 그립(Grip) 액션을 안정적으로 구현하도록 도움을 줌을 확인할 수 있었다.  

[ '정상에서' 님과 함께한 전자의수 버전 3.0 동작 테스트 - 

바닥에 떨어진 인형을 줍는 모습 ]

두 번째로는 바닥에 떨어진 물체를 줍는 테스트를 진행했다. 조그만 토끼 인형을 대상으로 잡았고, 별다른 어려움 없이 잡을 수 있었다. 앞의 두 가지 테스트에서 느낀 점은 '엄지' 의 위치가 중요하다는 것과 함께 '엄지'의 각도를 변경할 수 있다면 더 좋겠다는 생각이 들었다. 

[ '정상에서' 님과 함께한 전자의수 버전 3.0 동작 테스트 - 

노트북 가방을 드는 모습 ]

세 번째 테스트는 노트북 가방과 같은 것을 드는 것이었다. 마침 '니오' 님께서 가져오신 노트북 가방이 옆에 보여서, 이 가방을 들어보았다. 손가락을 가방 손잡이 안에 넣는 과정에서, 사람 처럼 손가락의 사이를 좁힐 수 있는 자유도가 없어서 생기는 단점도 확인할 수 있었다. 

"'정상에서' 다시 악수하다"

마지막 테스트는, 직접 사람의 손과 전자의수가 악수를 해 보는 것이었다. 내 스스로도 전자의수에 구현한 손가락의 텐션과 힘을 느껴보고 싶었다. 다행히 이번에 제작한 전자의수 (버전 3.0)는 사람 손과 비슷한 형태가 되었기에, 내 스스로도 편하게 악수를 청할 수 있었다. 

[ '정상에서' 님과 함께한 전자의수 버전 3.0 동작 테스트 - 

악수하는 모습 ]

비록 손의 움직임이 생각보다 느리고, 팔에 장착되는 부분을 많이 개선해야 했지만, 사람처럼 악수할 수 있다는 것에 내 스스로도 기분이 참 좋았다. 이로서 손의 외형은 조금만 더 개선한다면 기존의 공개된 3D 도면 파일들 대비 더 나은 의수가 될 것 같다는 확신이 들었다. 아래는 마지막 동작 테스트 과정에서 찍은 몇 장의 사진들이다. 

[ '정상에서' 님과 악수하다. ]

[ '정상에서' 님과 악수하다. ]

"오늘보다 더 나은 
내일을 향해"

다행히도 큰 어려움 없이 위와 같이 작업을 마칠 수 있었다. 마지막 테스트를 마무리하니 벌써 시간이 흘러서 저녁이 되었다. 비록 장시간의 테스트와 함께, 몇 일 밤을 샜던 기존의 피로가 몰려와서 피곤했지만 '정상에서' 님께 몇 가지 개선사항에 대한 의견과 내가 생각한 앞으로의 개선 사항들을 정리하여보았다. 

다음 버전(4.0)을 향한 개선사항

1. 팔(손목) 관절 장착 부분 개선 

2. 엄지손가락 길이 및 각도 조절 지원
3. 전자회로 및 배터리 부분 외관 개선
4. 소형 배터리 사용 (예: 3.7볼트 휴대폰 배터리 3개 활용)
5. 손가락 속도 개선 (지금의 2배 정도)
6. 리미트 스위치에서 연결되는 전선 부분 감추기 (손바닥 부분에 일부 돌출되어 있음)
7. 손가락 움직임을 보다 부드럽고 일관되도록 개선
8. 부품 조립의 어려움 개선 (현재는 부품 조립에 상당한 시간이 필요)
9. 전자회로 소형화 (예: 소형 PCB 설계)
10. 손가락 별로 탈부착 가능하게 하기 (꽤 어렵지만 가능하다면 좋은 기능)
11. 다른 제조사의 초소형 모터 활용 검토 (시간과 돈, 그리고 시행착오 필요)
12. 고무줄 대체 수단 확보 (적은 부피를 차지하는 탄성 소재 확보)
13. 손목 회전 기능 구현 (수동으로 손을 원하는 방향으로 돌릴 수 있도록)

위와 같은 기능 명세를 작성한 후, '정상에서' 님과 다음 번 (네 번째) 작업의 마감시한을 6월 7일로 정했다.

이번에 두 달의 시간을 계획 한 이유는 현재까지 이 작업에 집중하기 위해 하지 못했던 몇 가지 관련된 일들(제작 방법/노하우 및 3차원 도면 오픈소스 공개를 위한 커뮤니티 개설, 다른 절단장애인 선정 및 지원, 병원 및 공공기관과의 협력 등)을 진행하기 위해서이다.

앞으로의 한 달은, 전자의수 제작에 관심을 가지게 된 많은 대학교의 학생들과 회사들, 그리고 여러 교수님들께 도움을 드릴 수 있도록 지식을 정리하고 공개하는 것을 목표로 하고 달려나가야겠다. 

[ '정상에서' 님과 하이파이브를 남기다. ]

[ 세 번째 전자의수 제작 마무리 후 전자의수와 함께 한 내 사진 ]

'니오' 님과 나는 위와 같은 일정을 끝내고, 4월 5일 자정을 넘겨서야 서울에 도착했다. 서울에 무사히 잘 도착했다고 '정상에서' 님께 연락을 드렸고 '정상에서' 님은 아래와 같은 메시지를 주셨다. 

"정말 감사해요. 

다친 팔을 꺼내 놓고 아무렇지 않게 다니는 건 아니지만, 

내놓고 다닐 수 있는 용기가 생겼습니다. 

감사해요."

이로써 '3D 프린터로 새 삶을 출력하다.' 의 첫 번째 연재가 끝났다. 다시 돌이켜 보면 꿈만 같았던 지나온 길 만큼, 앞으로 나아갈 길이 더 멀리 보이는 것 같다.

현재까지의 과정에서 많은 분들께 희망과 기대를 드렸고, 그 분들께 응원과 후원을 너무나 많이 받았다. 아직은 갈 길이 멀지만, 우리의 생애에는 '정상에서' 님을 비롯한 많은 분들께 더 나은 삶을 실현하는 것을 목표로 꾸준히 달려나갈 것이다.

- '3D 프린터로 새 삶을 출력하다'
첫 번째 연재 끝 - 

PS: 제작에만 몰두하느라 다루지 못했던 제작 방법 및 도면 공유 계획과 함께, 확보된 후원금의 사용처, 그리고 추가적인 절단/지체장애인 분들을 후원하는 방안에 대해서는 앞으로 2화에 걸쳐서 추가 연재할 계획이다.  

[태쭌]

잘읽었습니다^^

[cema]

잘 읽었습니다^^

[죠월달]

잘 읽었습니다.

[최재철]

잘 읽었습니다.