본 기술은 동축 관절 내에 감속기와 관절토크센서, 크로스롤러 베어링, 디스크 커플링을 일체형으로 배치하여 회전 토크를 정밀하게 측정하고 비회전 방향의 모멘트 부하와 조립 응력을 기구적으로 분리하고 상쇄하는 로봇 동축 관절 유니트입니다.
기존 로봇 관절에서는 외력에 의한 모멘트 부하와 조립 공차에 따른 응력이 관절토크센서에 그대로 전달되어 실제 회전 토크와 다른 상호간섭 오차가 발생하는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 출력 프레임의 모멘트 부하를 크로스롤러 베어링이 지지하도록 하고 관절토크센서와 출력 프레임을 디스크 커플링으로 연결하여 구조적 유연성을 확보함으로써 불필요한 응력을 절감하는 방식을 제안합니다. 협동 로봇과 힘 제어 매니퓰레이터에 적용될 수 있어 외력 환경에서도 순수 회전 토크만을 정확히 측정하는 신뢰성을 제공합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 다자유도 수동식 중력보상 기반 저가형 로봇시스템 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 기울여 설치된 2D 레이저 거리 센서로부터 획득한 거리 데이터를 기반으로 정상 주행면의 데이터를 학습하여 단일 클래스 분류 모델을 생성하고, 실시간 센싱 데이터가 정상 범위를 벗어나는지 통계적으로 판별하여 작은 바닥 장애물을 검출하는 방법입니다.
기존의 그리드 맵 방식은 2D 레이저 센서 사용 시 해상도 한계로 작은 장애물을 검출하기 어렵고, 학습 기반 기법들은 장애물 데이터를 포함한 대규모 훈련 데이터가 필요하며 센서 바이어스 오차로 미세한 돌출부를 판별하기 어려운 문제점이 있었습니다.
본 기술은 정상 주행면에서 수집한 데이터를 마할라노비스 거리 기반 특성 데이터로 변환하여 단일 클래스 분류 기법에 등록하고 칼만 필터로 센서의 바이어스 오차를 보정한 뒤 실시간 데이터를 모델에 적용하는 방식을 제안합니다. 청소 로봇과 실내 배송 로봇에 적용될 수 있어 장애물 데이터 수집 없이도 작은 낙하물과 문턱을 정확히 감지합니다.
본 발명은 미래창조과학부의 다양한 환경의 무인이송로봇을 위한 상용제품수준의 자율주행 제어기 개발, 중소기업청의 복수의 지능형 자율이송로봇을 위한 통합주행제어시스템, 미래창조과학부의 혼잡한 생활도로환경에서 안전하게 동작하는 무인자동차의 지능성장형 자율주행시스템 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 카메라 입력 영상에서 키프레임과 현재 프레임 간의 아핀 빛 변화 모델을 설정하고, 평면 패치 기반의 잔상 벡터와 자코비안 행렬을 이용한 빛 변화 보정을 수행함으로써 조도 변화가 심한 환경에서도 측광학적 오차를 최소화하는 영상 기반 주행거리 측정 시스템 및 방법입니다.
기존의 영상 기반 주행거리 측정은 조도가 일정한 환경을 가정하기 때문에 카메라의 자동 노출 제어나 그림자, 구름 이동 등에 의한 급격한 조도 변화 시 추정 궤적에 드리프트가 발생하는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 블롭 검출기와 RANSAC으로 평면 패치를 선택하고 아핀 빛 변화 모델을 적용하여 프레임 간 빛 변화 파라미터를 보정하는 방식을 제안하며, ESM 알고리즘을 사용하여 측광학적 오차의 제곱합을 최소화함으로써 불규칙한 조도 변화에도 강건한 카메라 포즈 추정을 수행할 수 있습니다. 실외 자율주행과 드론 항법, 야외 로봇 등 조도 변화가 심한 환경에서 위치 추정의 신뢰성을 확보하여, 영상 기반 항법의 실사용 범위를 크게 확장합니다.
본 발명은 미래창조과학부의 달 표면의 시료채취와 탐사를 위한 협업 매니퓰레이션 및 네트워크 체계 연구[1단계/1차년도] 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 다중 비행 매니퓰레이터의 협업 비행을 위해 서버 기반의 오프라인 경로 계획과 개별 매니퓰레이터의 온라인 장애물 회피 알고리즘을 결합한 협업 비행 운송 시스템 및 방법으로, 베지어 곡선과 RRT*를 통해 경로를 생성하고 최소제곱법 보간으로 부드러운 궤적을 산출합니다.
드론은 이륙 중량 제한으로 인해 정밀한 힘과 토크 센서를 장착하기 어려워 기존의 힘 기반 제어 알고리즘을 적용할 수 없고, 기존 협업 운송은 복잡한 환경에서 물체 인식에 한계가 있으며 중앙 집중식 제어 시 높은 연산 부담이 발생하는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 힘과 토크 센서 없이 구속 연쇄 기반 운동방정식과 적응형 슬라이딩 모드 제어기를 활용하고, 오프라인 경로 생성 시 베지어 곡선과 형상 보존 구간적 큐빅 보간을 적용하는 방식을 제안하며, 온라인에서는 비전 센서로 미지 장애물을 감지하여 가상 리더가 수정 경로를 생성함으로써 안전한 협업 운송을 수행할 수 있습니다. 대형 화물의 공중 협업 운송과 건설 자재 이송 등에 적용될 수 있어, 고가의 힘 센서 없이도 다수 드론의 안정적인 협업을 구현하는 경제적인 해결책을 제공합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 고정밀 공중 매니퓰레이션을 위한 드론 자율화 및 영상기반 운용 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 사용자의 손과 손목에 착용되는 외골격형 모듈로서, 촬영부와 거리 측정부를 통해 외부 물체를 인식하고 사용자의 팔 근력에 따른 방향 제어 및 인터페이스를 통한 물체 확정 과정을 거쳐 구동부가 손가락을 움직여 물체를 파지하는 상지 재활 로봇 모듈 및 재활 로봇 시스템입니다.
기존 손 재활 로봇은 근전도 등 생체 신호 인식의 정확도가 낮고 잡음이 많으며, 마비 환자의 경우 근력이 부족해 의도를 파악하기 어려워 일상생활에서 실용적으로 활용하기 어려운 문제점이 있었습니다.
본 기술은 촬영부와 거리 측정부를 이용한 영상 처리 기반의 물체 보정 기능과 인터페이스를 통해 사용자가 파지할 물체를 시각적으로 확인하고 확정하는 제어 시스템을 제안하며, 이를 통해 사용자의 의도를 정확히 반영하여 손가락 구동부의 동작을 정밀하게 유도할 수 있습니다. 마비 환자의 일상생활 보조와 손 재활 훈련에 활용될 수 있으며, 생체 신호에 의존하지 않고 영상 기반으로 의도를 반영하여 근력이 약한 환자도 사용할 수 있게 합니다.
본 기술은 신체에 착용하는 하네스와 이를 지지하는 프레임 사이를 연결하는 3개의 길이 가변 모듈(중심, 좌측, 우측)을 이용하여 골반의 움직임을 보조합니다. 센서를 통해 사용자의 보행 의도를 감지하고 시상면 및 횡단면에서의 골반 움직임 보조를 위해 각 모듈의 길이를 독립적으로 제어합니다.
기존 하지 외골격 로봇은 2족 또는 4족 보행 기반의 기계적 구조 및 제어 알고리즘의 불안정성으로 인해 보행 중 넘어짐에 취약하며, 근육이 부족한 마비 환자의 경우 넘어짐 발생 시 큰 부상의 위험이 있습니다.
본 기술은 하네스의 후면, 좌측, 우측에 각각 회동 가능하게 결합된 길이 가변 모듈을 배치하고, 제어부가 센서 기반으로 보행 의도(전진, 회전)를 파악합니다. 모터 실린더와 로드를 구동하여 하네스를 밀거나 당김으로써 보행 의도에 따라 골반의 전후 및 회전 움직임을 능동적으로 보조하고 가중치를 적용한 제어를 수행합니다. 재활 훈련과 보행 보조, 의료·복지 서비스에 적용될 수 있어 시상면·횡단면 골반 움직임을 보조해 마비 환자의 보행 안정성을 높입니다.
본 기술은 착용자의 골반/상체에 하네스를 통해 고정되고, 무게추와 와이어를 통해 보행 시 체중을 분산 보상하는 구조입니다. 센서를 통해 사용자의 팔/다리 움직임을 감지하여 좌우 승강부를 독립적으로 제어함으로써 보행 보조력을 제공하고, 회전 시 바퀴의 차동 구동을 제어하는 메커니즘을 포함합니다.
기존의 하지 마비 환자용 웨어러블 로봇은 기계적 구조 및 제어 알고리즘의 불안정성으로 인해 보행 중 넘어짐에 대한 대처가 미흡하며, 근육이 없는 환자에게 전도 시 큰 부상을 초래할 위험이 있습니다.
본 기술은 신체 회전량 및 팔/다리 움직임을 비접촉식 센서로 감지하여 보행 의도를 파악하고, 제어부를 통해 좌우 승강부를 선택적으로 구동하여 무게추를 승강시킴으로써 능동적인 보행 보조력을 생성합니다. 바퀴의 회전수 차등 제어를 통해 회전 보행 의도까지 반영하는 시스템을 구축합니다. 재활 훈련과 보행 보조, 의료·복지 서비스에 적용될 수 있어 넘어짐 위험을 낮추며 하지 마비 환자에게 안정적 보행을 지원합니다.
본 기술은 터널 내 일렬 배치된 센서노드의 통신 단절 감지 시, 관제서버가 단절 위치를 산출하고 무인비행체를 해당 위치로 이동시켜 이전 홉 센서노드의 데이터를 수신하여 다음 홉으로 전달하거나 싱크노드로 중계하는 무선 통신 복구 메커니즘 제공합니다.
터널의 선형적 구조로 인해 특정 센서노드 고장 발생 시 대체 통신 경로 확보가 어렵고, 기존 모바일 로봇 활용 시 재난 우선순위 기반 채널 접근 미비로 데이터 전송 지연 및 배터리 소모 가속화 문제가 발생했습니다.
본 기술은 관제서버가 센서노드의 통신 메시지(Hello/Beacon) 수신 여부를 모니터링하여 단절 발생 노드를 탐지하고 삼각측량/RSSI 등을 통해 비행체의 정지 위치를 산출하며, 비행체와 센서노드 간 경쟁 윈도우(CW) 값을 조절하여 비행체가 우선적으로 통신 채널에 접근하도록 제어합니다. 무인 탐사와 감시, 환경 모니터링에 적용될 수 있어 터널 재난 발생 시 데이터 송수신의 안정성 및 신속성을 향상시킵니다.
본 발명은 국민안전처의 터널 및 지하공간 사고대응을 위한 USN기반 탐색 구조장비 기술개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 양손 협업(Bi-manual) 수술을 수행하기 위해 광섬유 기반의 거리 센서(OCT)로 수술 도구 말단과 병변 간 거리를 실시간 측정하고, 컨트롤부가 떨림 보상치를 산출하여 정밀 모터를 구동함으로써 폴셉부와 시저부의 떨림을 제거하는 제어 메커니즘입니다.
기존의 단일 수술 도구 중심의 안정화 기술은 양손을 이용한 정밀 미세 절단 시술 시 발생하는 손떨림을 효과적으로 보상하기 어렵고, 양손 대응 시스템 구성 시 장치 부피가 비대해지는 문제가 있었습니다.
본 기술은 광원을 2x2 커플러로 분기하여 각 외과 기계(폴셉/시저)의 말단 거리를 측정하고, 기설정된 초기 위치 정보와 실시간 위치 변화량을 비교하여 산출된 보상치에 따라 모터를 정밀 제어하는 보상 시스템과 마름모형 경통 구조를 활용한 초소형 구동 메커니즘을 적용합니다. 수술 로봇과 중재시술 시스템, 의료 자동화에 적용될 수 있어 실시간 떨림을 보상함으로써 미세 절개 수술의 정확성 및 정밀도를 향상시킵니다.
본 발명은 미래창조과학부의 다자유도 센싱과 구동 기반 바이매뉴얼 초정밀수술 플랫폼 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 레이어 굽힘 구동기 및 그 구동방법에 관한 것으로, 층 부재의 형상 조합으로 굽힘 각도와 굽힘 형상을 결정하는 음압 구동 방식 기술입니다.
기존 구동기는 가변 강성이나 직선 운동에 초점이 맞춰져 있어, 굽힘 시 접힘선이 발생하거나 구동이 매끄럽지 않고 굽힘 각도가 제한되는 문제가 있었습니다.
본 기술은 만곡 부재와 평면 층 부재를 조합해 외부 커버 내부를 음압으로 감압함으로써, 설계 단계에서 의도한 굽힘 각도와 형상을 안정적으로 구현합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 안전한 100m 7초 주파 및 편안한 12시간 착용이 가능한 휴먼증강 하이브리드 로봇 수트의 개발, 과학기술정보통신부의 안전하고 효율적인 협업, 이동 및 재활을 위한 인간-로봇 상호작용 기반의 하이브리드 제어 및 인터페이스 설계 원천 기술의 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 의복형 웨어러블 로봇의 맞춤형 앵커링 포인트 결정 방법에 관한 것으로, 착용자의 신체 상태와 근력에 따라 힘 전달 지점을 산출하는 기술입니다.
동일한 웨어러블 로봇이라도 착용자의 체형과 근력에 따라 최적의 힘 전달 지점이 달라지며, 부적절한 앵커링은 보조 효과 저하뿐 아니라 안전 문제로 이어질 수 있었습니다.
본 기술은 초기 설정 단계, 보조력 결정 단계, 활동 결정 단계를 거쳐 개인별 앵커링 포인트와 보조력을 산출함으로써, 착용형 로봇의 효과와 안전성을 향상시킵니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 보행 시 안정성 및 에너지 효율 향상을 위한 신개념 와이어-패브릭 메커니즘 기반 발목보조기구, 산업통상자원부의 안전한 100m 7초 주파 및 편안한 12시간 착용이 가능한 휴먼증강 하이브리드 로봇 수트의 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 LSTM 인코더와 잠재 벡터층, LSTM 디코더로 구성된 seq2seq 모델에 로봇팔의 다축 전류 시퀀스를 입력하여 정상 각도 시퀀스를 예측하고, 실제 출력 각도와의 평균 제곱 오차를 임계값과 비교하여 고장을 진단하는 방법입니다.
기존 모델 기반 고장 진단은 고장 메커니즘 파악이 어렵고, 일반적인 데이터 기반 진단 방식은 물리적 손상 모델을 구현하기 어려운 다변량 시스템에서 정확한 예측과 진단에 한계가 있었습니다.
본 기술은 정상 전류와 각도 데이터만으로 학습된 seq2seq 모델을 구성하여 실시간으로 예측 각도와 실제 각도의 오차를 모니터링하는 방식을 제안합니다. 스마트 팩토리의 예지보전과 산업용 로봇 관리에 적용될 수 있어 고장 데이터 없이도 이상을 조기에 감지하여 설비 가동률을 크게 향상시킵니다.
본 발명은 경상북도의 스마트 제조 플랫폼을 위한 고장 예지·진단 기술개발, 과학기술정보통신부의 지진지역의 스마트센서기반 건물안전 지능정보 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 슬라이더-크랭크 메커니즘을 적용하여 팔 자중에 의한 중력 토크를 수동적으로 보상하는 기구로, 스프링 압축력을 이용한 카운터밸런서 유니트와 커넥팅로드의 회전 중심 거리를 조정하는 위치 조정 디바이스를 결합한 가변 중력 보상 장치 및 외골격 근력 보강 장치입니다.
기존 외골격 장치는 고가의 센서와 모터 구동 기반으로 유지보수 비용이 높고, 배터리 사용에 따른 작동 시간 제한과 장치 자체의 높은 중량으로 현장 적용성이 저하되는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 센서와 외부 동력원 없이 순수 기계식 요소만으로 가변 중력 보상 장치를 구성하고, 위치 조정 노브와 클램프를 통해 커넥팅로드의 작동 반경을 가변함으로써 출력 보상 토크를 조절하는 방식을 제안합니다. 제조 현장의 상완 작업과 조립 라인에 적용될 수 있어 배터리 걱정 없이 가볍게 착용하며 작업자의 어깨 부담을 지속적으로 덜어줍니다.
본 발명은 산업통상자원부의 다자유도 수동식 중력보상 기반 저가형 로봇시스템 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 그물망 구조의 원통형 가변 강성체를 관절기구의 암들에 고정하고 모터와 기어 메커니즘을 이용해 가변 강성체의 일단을 비틀어 강성을 가변함으로써, 관절의 휨 강성을 조절하는 관절기구의 휨 강성 제어장치입니다.
기존 매니퓰레이터나 운동보조장치의 관절기구에서 휨 강성을 제어하는 기술이 미흡하며, 관절의 움직임 보조와 조작 정밀도, 안전성을 확보하기 위한 단순하고 효과적인 기구적 강성 제어 수단이 부족한 문제점이 있었습니다.
본 기술은 그물망 형태의 가변 강성체와 이를 지지하는 홀더, 가변 강성체를 비틀기 위한 모터와 구동·종동 기어로 구성된 회전유닛을 구비하여 비틀림 정도에 따른 그물망 밀도 변화로 휨 강성을 제어하는 방식을 제안합니다. 협동 로봇과 재활 보조 기구에 적용될 수 있어 작업 상황에 따라 유연함과 견고함을 자유롭게 전환하는 새로운 가능성을 제시합니다.
본 기술은 다관절 로봇의 링크 기구 내 자중에 의한 중력 토크를 상쇄하기 위해 스프링 기반의 카운터밸런서 모듈을 링크 구조에 결합하고, 가동부재가 링크의 회전 운동에 연동하여 탄성부재를 변형시키는 중력보상장치를 구비한 수직다관절 로봇 머니퓰레이터입니다.
다관절 로봇 운용 시 중력으로 인해 관절에 인가되는 부하로 모터와 감속기의 대용량화가 요구되며, 기존 무게 추 방식은 관성 증가를 초래하고 종래 스프링 방식은 구조가 복잡하고 유지 보수가 어렵다는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 제1 링크에 설치된 탄성부재와 커넥팅로드, 가동부재로 구성된 모듈형 카운터밸런서를 통해 제2 링크와 입력 링크에 보조 토크를 인가하고 링크의 회전을 가동부재의 슬라이딩 운동으로 변환하는 방식을 제안합니다. 산업용 수직다관절 로봇에 적용될 수 있어 구동기 용량을 낮추고 에너지 효율을 높이는 경제적인 해결책이 됩니다.
본 발명은 산업통상자원부의 다자유도 수동식 중력보상 기반 저가형 로봇시스템 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
