본 기술은 형상기억합금 와이어에 촉매 코팅을 적용하고, 전기적 가열 대신 화학 연료의 촉매 연소 반응을 통해 열을 발생시켜 와이어를 구동하는 인공 근육 제어 시스템입니다. 전자기 밸브 모듈을 통해 연료 공급을 제어하며, 마이크로 컨트롤러의 신호에 따라 캔틸레버형 와이어의 형상 변화를 유도하여 기계적 동작을 수행합니다.
기존 형상기억합금 기반 인공 근육은 줄 가열(Joule heating) 방식을 사용하여 높은 전력 소비와 전류 사용에 따른 안정성 문제가 발생합니다. 또한, 선형 구동 방식의 짧은 스트로크와 연료 저장 및 정밀 제어 시스템의 부재로 인해 다양한 동작 구현에 한계가 있습니다.
본 기술은 백금 블랙 및 탄소나노튜브로 코팅된 형상기억합금 와이어와 이를 화학적으로 가열하기 위한 메탄올 연료, 전자기력을 이용한 밸브 개폐 모듈을 하나의 모듈로 통합합니다. 제어부로부터 받은 핀 신호를 통해 밸브를 개방하여 화학 연소 반응을 발생시키고, 이를 통해 구부러진 와이어를 펴서 인공 손가락 등 말단 장치를 구동합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 통합된 단일 모듈에 대한 화학적 전력 및 신호 제어를 활용하고 마이크로컨트롤러로 블룸함으로써 인공 근육 작동의 안정성 및 효율성을 개선합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 양측 하지 절단환자 적용 가능한 스마트 전자제어식 하지의지 제품 및 핵심부품 국산화 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
WO2025-143668A1
