오건영 연구실의 핵심 연구 주제 중 하나는 뇌졸중과 같은 신경계 손상 환자를 위한 재활로봇 시스템의 설계와 운동 제어 기술이다. 연구실은 단순히 기계를 제작하는 수준을 넘어, 환자의 자발적 움직임을 최대한 자연스럽게 유도할 수 있는 동역학 및 제어 원리를 재활 상황에 적용하는 데 집중하고 있다. 특히 상지 재활과 보행 재활에서 로봇의 기계적 간섭을 줄이고 사용자의 운동 의도를 더 정확히 반영하는 시스템 개발이 중요한 방향으로 나타난다. 대표 연구로는 기계적 임피던스를 최소화한 평면 햅틱 로봇 개발이 있다. 이 연구는 사용자가 느끼는 마찰력과 관성의 영향을 줄여 보다 순수한 운동 조절 능력을 평가할 수 있도록 설계되었으며, 만성 뇌졸중 환자의 상지 움직임 특성을 정밀하게 측정하는 데 활용되었다. 또한 착용형 상지 재활운동 장치 개발 과제에서는 일상생활 동작을 모사할 수 있는 로봇 시스템, 제어 알고리즘, UI/UX, 임상시험 플랫폼, 인허가 기반 기술까지 포괄적으로 다루며 실제 의료기기 적용 가능성을 높이고 있다. 이러한 연구는 재활치료의 정량화와 개인 맞춤형 치료 전략 수립에 큰 기여를 할 수 있다. 환자의 잔존 운동 능력과 회복 양상을 정밀하게 계측하고, 이에 맞추어 로봇 보조 수준을 조절함으로써 기존 치료보다 효율적이고 반복 가능한 재활 환경을 제공할 수 있기 때문이다. 나아가 연구실의 성과는 병원, 의료기기 산업, 인간-기계 상호작용 분야와도 연결되며, 향후 디지털 트윈 기반 재활 플랫폼이나 지능형 재활로봇으로 확장될 가능성이 높다.

연구실의 또 다른 주요 축은 고유수용성 감각을 활용한 신경재활 기술이다. 기존 재활로봇이 근력 보조나 반복 운동 제공에 치중했던 것과 달리, 오건영 연구실은 환자가 자신의 팔과 다리 움직임을 어떻게 느끼는지에 주목한다. 특히 뇌졸중이나 파킨슨병과 같은 뇌병변 환자에서는 운동 수행 능력뿐 아니라 감각 피드백의 저하가 기능 회복을 제한할 수 있기 때문에, 감각 중심 재활 접근이 중요한 연구 방향으로 제시된다. 진행 중인 여러 과제에서는 진동자극을 이용해 운동착각을 유도하고, 이를 통해 고유수용성 감각을 재훈련하는 시스템을 개발하고 있다. 벨크로 형태의 진동유발 장치, 크랭크-슬라이더 기반의 진동 자극 메커니즘, 관절 측정 모듈, 실시간 생체정보 및 뇌 활성 모니터링 기술 등이 함께 연구되고 있다. 또한 뇌졸중 환자의 관절 토크 제어 능력과 고유수용성 결손의 관계를 분석한 연구는 감각 손상이 운동 제어에 미치는 영향을 정량적으로 밝히려는 노력의 연장선에 있다. 이 주제는 재활의 패러다임을 근력 중심에서 감각-운동 통합 중심으로 전환할 수 있는 잠재력을 지닌다. 감각 정보의 복원을 통해 운동 학습을 촉진하면 환자의 자발적 참여와 기능 회복을 동시에 높일 수 있으며, 이는 장기 재활 성과 향상으로 이어질 수 있다. 앞으로 이 연구는 뇌-기계 인터페이스, 생체신호 기반 적응형 재활, 감각증강형 웨어러블 의료기기와 결합되어 더욱 정교한 차세대 신경재활 플랫폼으로 발전할 가능성이 크다.

오건영 연구실은 재활공학뿐 아니라 인간의 보행과 달리기에서 나타나는 역학적 원리를 분석하고 이를 성능 향상 및 효율 개선에 적용하는 생체역학 연구도 수행해 왔다. 초기 연구와 학술발표를 살펴보면, 가속 보행의 에너지 최적성, 보행 추진 전략, 발허리발가락관절의 강성 변화, 신발의 굽힘 강성과 러닝 효율 사이의 관계 등 인간 이동의 기본 메커니즘을 정량적으로 해석하는 데 큰 관심을 보여 왔다. 이는 동역학 및 제어 전공 기반의 정밀한 모델링 역량이 인간 운동 분석에 적용된 사례라 할 수 있다. 연구실의 논문과 학회 발표에서는 달리기 경제성을 향상시키는 최적 신발 굽힘 강성, 이중 경도 깔창이나 웨지 인솔이 발의 과회내에 미치는 영향, 강성이 증가된 미드솔이 발의 추진 에너지에 미치는 효과 등이 다루어졌다. 또한 보행 재활 연구에서는 자가 속도 조절형 트레드밀과 가상현실 또는 뇌활성 측정을 결합하여, 보행 대칭성과 대뇌 피질 활성의 변화를 동시에 관찰하는 융합적 접근을 제시하였다. 이러한 연구는 기계적 조건 변화가 인간의 운동 전략과 신경 반응에 어떤 영향을 주는지를 통합적으로 이해하려는 시도이다. 이 연구 분야는 스포츠 공학, 재활의학, 웨어러블 디바이스, 기능성 신발 및 보조기기 설계 등 다양한 산업과 연결될 수 있다. 인간 움직임의 효율성과 안정성을 향상시키는 설계 기준을 제시함으로써, 운동선수의 퍼포먼스 개선뿐 아니라 일반인과 환자의 보행 안전성 증진에도 기여할 수 있다. 나아가 생체역학 데이터와 제어 이론을 결합한 분석은 향후 개인 맞춤형 보조기기 설계와 디지털 헬스케어 분야에서도 중요한 기반 기술로 활용될 수 있다.