WAM (Weightlifting Assistant Machine)

WAM(Weightlifting Assistant Machine)은 기존 웨이트 스택 머신에 공구 없이 탈부착하여, 사용자가 근력 한계에 도달한 순간 부족한 힘만큼을 모터로 보조해 주는 리트로핏형 운동 보조 장치이다. 혼자 운동하는 사람은 보조자가 없어 근비대에 가장 효과적인 한계 부근 반복을 시도하기 어렵고, 안전을 위해 세트를 미리 끝내거나 낮은 중량에 머무르게 된다. 본 과제는 이 문제를 기구를 교체하지 않고 보조자를 대신하는 장치로 해결하고자 하였다.
장치는 24V DC모터가 드럼을 회전시켜 25mm 웨빙 스트랩을 감고, 이 스트랩이 웨이트 스택을 들어 올리는 방향의 장력을 만든다. ACS712 전류 센서로 모터 전류를 측정해 토크, 즉 보조 장력을 일정하게 유지하며 BTS7960 모터 드라이버로 PWM 제어한다. 로터리 엔코더가 스트랩 인출 속도를 읽어 사용자의 감속을 판단하고, 풋 스위치로 원하는 순간 보조를 개입시킬 수 있다. 모터는 감는 방향으로만 구동하고 내리는 동작은 백드라이브로 자연스럽게 풀리게 하여, 제어를 단순화하면서도 이심성 구간의 운동감을 해치지 않도록 설계하였다.
가장 큰 특장점은 범용성과 비용이다. 기존 스마트 머신은 기구 자체를 교체해야 하고 수백만 원대이지만, WAM은 스택 상단에 클램프로 물리기만 하면 되어 헬스장이 이미 보유한 기구를 그대로 업그레이드할 수 있다. 시제품 부품비는 소량 구매 기준 124,760원이며 대량 생산 단가로는 54,850원 수준으로 약 56% 절감이 가능하다. 알루미늄 프로파일로 자체 제작한 모의 스택 시험대에서 목표 보조력 6kgf 구간의 동작을 검증하였다.
WAM은 혼자 운동하는 이용자에게 안전한 고강도 훈련을, 헬스장에는 저비용 설비 고급화를, 재활 및 고령자 운동 영역에는 점진적 부하 조절 수단을 제공할 수 있다. 나아가 보조 개입 시점과 보조력 데이터를 누적하면 기존 피트니스 앱이 갖지 못한 실패 지점 지표를 만들 수 있어 데이터 기반 훈련 서비스로의 확장도 가능하다.