본 기술은 유연 재질의 지그재그 접이 구조를 가진 챔버에 유체를 주입하여 팽창시키는 방식으로 구동하며, 접힘부 사이에 배치된 전개 제한부를 통해 전개 각도를 물리적으로 조절함으로써 직선 전개와 굽힘 동작을 구현하는 소프트 구동기 및 소프트 그리퍼입니다.
공압식 소프트 로봇은 내부 챔버 설계로 인해 점유 공간이 크고, 구동하지 않을 때 자중을 지탱하지 못하고 처지는 현상이 발생하는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 종이접기 구조를 적용하여 미사용 시 크기를 최소화하고 접힘면 사이에 전개 제한부를 고정 배치하여 유체 주입 시 특정 방향으로의 전개를 제한하는 방식을 제안하며, 이를 통해 전개와 굽힘의 복합 동작을 하나의 구동기로 제어할 수 있습니다. 물류 자동화와 의료 보조 기구, 협동 로봇의 말단 장치 등에 적용될 수 있으며, 접이 구조로 보관 부피를 최소화하여 공간 효율이 중요한 설비에 특히 유리합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 접이식 하이브리드 구동 소프트로봇 기술을 활용한 협력 보조 로봇팔 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 진공 펌프의 음압을 이용한 그리퍼 몸체의 수축과 외부 대기압 유입을 통한 신축 메커니즘을 기반으로, 별도의 센싱과 제어 없이 비정형 물체의 위치와 기울기에 대응하여 자동으로 전개되고 파지하는 길이 방향 전개형 진공 흡입 컵입니다.
기존의 강체 실린더형 그리퍼는 기울어진 물체를 파지할 수 없고, 일반 벨로우즈형 그리퍼는 초기 길이보다 짧은 거리의 물체만 파지할 수 있으며, 비정형 환경에서 물체의 위치와 각도를 정확히 인식하기 위한 추가 장비가 필요한 문제점이 있었습니다.
본 기술은 진공 펌프와 쓰리웨이 밸브를 통한 공압 제어 시스템, 유연한 고분자 재질의 전개 가능한 그리퍼 몸체, 몸체와 내부 호스 사이에 배치된 외측 스프링을 결합하는 방식을 제안하며, 이를 통해 물체 접촉 시 센서 피드백 없이도 자동으로 수축하며 파지력을 형성할 수 있습니다. 물류 피킹과 식품 포장, 농산물 선별 등 물체의 형태와 배치가 일정하지 않은 현장에서 별도의 비전 시스템 없이 파지가 가능하여, 자동화 설비의 도입 비용을 획기적으로 낮춥니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 인간중심 소프트로봇기술 연구센터, 산업통상자원부의 접이식 하이브리드 구동 소프트로봇 기술을 활용한 협력 보조 로봇팔 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 연성 로봇의 백본을 따라 제1 방향과 제2 방향의 나선형으로 배치된 두 그룹의 조향 와이어를 적용하고, 각 와이어가 백본 중심으로부터의 거리를 교번하게 구성하여 백본의 휨 발생 시 와이어 길이 변화에 따른 의도치 않은 장력 간섭을 상쇄합니다.
연성 메커니즘에서 백본이 굴곡될 때 조향 와이어와 백본 사이의 상대적 변위가 발생하여 엔드 이펙터에 의도치 않은 장력이 인가되거나 조향 정밀도가 저하되는 문제가 있었습니다.
본 기술은 길이방향으로 연장된 백본 외주면 또는 내부에, 서로 반대 방향의 나선형 구조를 가진 조향 와이어 그룹들을 배치하고, 나선 주기마다 내측과 외측으로 위치를 교번시켜 백본 휨에 따른 조향 와이어의 길이 차이를 기구적으로 상쇄합니다. 수술용 연성 로봇과 내시경, 협소부 검사 로봇에 적용될 수 있어 백본 굴곡 시 의도치 않은 장력을 상쇄해 조향 정밀도를 높입니다.
본 발명은 산업통상자원부의 멀티모달인식 기반으로 일상생활환경의 다양한 물체를 파지 조작하고 도구 활용 작업이 가능한 로봇 작업 제어 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 다층 엘라스토머 적층 구조의 센서 스킨과 광 도파 모드를 활용한 관절부로 구성된 소프트 로봇 그리퍼 기술입니다. 물체와의 접촉 힘 센싱을 위해 다층 박막 센서 스킨(하부-코어-상부 레이어)을 사용하고, 관절의 굽힘 각도를 측정하기 위해 광 도파 모드를 갖는 코어 센서부가 내장된 가요성 관절 구조를 적용합니다.
종래의 SDM 기반 소프트 그리퍼는 제조 공정이 복잡하고 시간이 오래 걸리며, 물체 접촉 힘과 손가락의 굽힘 각도를 동시에 정밀하게 측정하기 위한 통합 센싱 구조가 부족합니다.
본 기술은 3D 프린팅으로 제작된 리지드 몰드를 활용하여 소프트 몰드를 성형하고, 이를 통해 엘라스토머 기반의 지골과 다층 센서 스킨, 광 도파 방식의 관절부를 일체형으로 제조하는 공정입니다. 센서 스킨은 연성이 서로 다른 다층 레이어 구조로 형성하여 접촉 힘을 감지하고, 관절부는 코어 센서부와 외피부를 결합하여 굽힘 각도를 감지합니다. 물류 피킹과 정밀 조립, 서비스 로봇에 적용될 수 있어 접촉 힘과 굽힘 각도를 동시에 측정하며 소프트 몰드로 제조를 단순화합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 노약자와 환자 간병을 위한 팽창식 소프트 로봇 팔 기술 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 착용자의 하지에 장착되는 링크 구조와 구동기를 결합하여 보행 시에는 링크 중첩으로 저항을 최소화하고, 지지 상태에서는 링크의 탄성력과 기구적 기하학적 배치를 이용해 최소한의 전력으로 하중을 지지하는 착용식 무릎보조장치입니다.
종래의 착용식 무릎 보조 장치는 모터 구동에 전적으로 의존하여 배터리 소모가 크고, 이로 인한 잦은 충전 필요성과 배터리 용량 제한으로 운용 효율이 저하되는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 길이가 가변되며 신장 방향 탄성력이 구비된 링크와 조인트에 위치한 구동기를 조합하여, 보행모드에서는 구동기 저항을 제거하고 지지모드에서는 링크의 기하학적 배치로 구동기 토크 부하를 최소화합니다. 산업 현장의 근력 보조와 고령자 보행 지원에 적용될 수 있어 충전 부담 없이 장시간 착용할 수 있는 실용성을 확보합니다.
본 기술은 신체 밀착형 웨어러블 장착구에 탄성 소재와 금속 입자로 이루어진 금속 고무 기반의 전극 어레이를 구성하여 근전도 신호를 획득하고, 메탈 차폐막 내부의 초단 증폭기로 노이즈를 제거하며 측정 파형과 신호 전파 경로 정보를 바탕으로 로봇 장치를 제어하는 인터페이스 시스템입니다.
인간의 신경전위 측정 기술의 한계로 인해 휴먼-로봇 간의 정확한 양방향 인터페이스를 구현하기 어려웠고, 특히 고감도 측정이 요구되는 재활 치료와 가상현실 환경에서 데이터의 정밀도가 낮은 문제점이 있었습니다.
본 기술은 금속 입자가 첨가된 탄성 금속 고무 전극으로 신체 접촉력을 높이고 메탈 차폐막으로 노이즈를 억제하며 근전도 파형의 시간적·공간적 전파 경로를 실시간 판단합니다. 재활 치료와 의수 제어, 가상현실 인터랙션에 적용될 수 있어 정밀한 생체 신호 취득으로 인간-로봇 상호작용의 신뢰성을 크게 향상시킵니다.
본 기술은 척추보조유닛 및 인체 모사 척추 후만증 보조 장치에 관한 것으로, 상체 기립 상태에서 척추의 굽힘을 교정·보조하는 착용형 장치에 관한 것입니다.
기존 척추 교정 기구는 강체 구조로 몸통 움직임을 크게 제한하여 일상생활이 불편했고, 착용자의 체형 차이를 반영하기 어려워 장기 착용이 힘든 문제가 있었습니다.
본 기술은 다수의 척추보조유닛을 인체 척추처럼 연결하고 와이어 구동부로 장력을 조절하는 반능동 방식을 적용하여, 착용자의 길이·너비·체중에 맞춘 맞춤형 보조가 가능합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 안전한 100m 7초 주파 및 편안한 12시간 착용이 가능한 휴먼증강 하이브리드 로봇 수트의 개발, 산업통상자원부의 스트링 표면 강화 처리, Variable Radius Pulley 및 하이브리드 구동 제어를 활용한, 스트링 꼬임 기반의 소형, 저중량, 고성능, 고내구성의 안전한 구동 모듈 원천 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 신체 동작 보조를 위한 고관절 탄성슈트 및 그 작동방법에 관한 것으로, 탄성 요소를 이용해 고관절의 굴곡·신전 동작을 보조하는 무동력 착용형 슈트에 관한 것입니다.
근육량이 감소한 고령자는 보행 속도가 느려지고 안정성이 떨어져 낙상 위험이 높아집니다. 그러나 기존 동력형 보조기기는 무겁고 고가여서 일상적인 착용이 어려웠습니다.
본 기술은 메인 벨트와 허벅지 착용부를 탄성 요소로 연결하고 길이 조절 부재로 보조력을 조절함으로써, 가볍고 간편하게 보행 속도와 안정성을 향상시킵니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 사용자-웨어러블 로봇 간의 고속 상호 적응을 위한 기계학습 및 확장 현실, 산업통상자원부의 안전한 100m 7초 주파 및 편안한 12시간 착용이 가능한 휴먼증강 하이브리드 로봇 수트의 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 하지의 대퇴직근과 내측광근, 전경골근 등 복수 부위에 부착된 표면근전도 센서로 보행 환경별 근활성도 데이터를 수집하고, 이를 입력값으로 인공신경망을 통해 사용자의 보행 환경을 추정하고 분류하는 방법 및 장치입니다.
표면근전도 신호는 복잡한 패턴과 비선형 특성을 지니고 있어 이를 정확하게 분류하기 어렵고, 보행 환경의 전환을 조기에 감지하여 보조 로봇을 제어하기가 곤란한 문제점이 있었습니다.
본 기술은 하지근육 11개 부위의 근전도 프로파일을 인공신경망 입력으로 활용하여 보행 환경을 추정하는 방식을 제안합니다. 외골격 보행 보조 로봇과 재활 치료 장비에 적용될 수 있어 사용자의 보행 환경 변화를 신속하게 인식하여 자연스럽고 안전한 보조를 실현합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 딥러닝 기법을 적용한 생체신호 기반 보행환경 전환 조기감지알고리즘과 건측 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 스프링 밸런서로부터 일방향 인력을 인가받는 텐션와이어를 전환롤러로 방향 전환하여 리니어관절부와 회전관절부에 중력 보상력을 전달함으로써, 다관절 시스템의 관절 위치를 유지하는 관절 위치 유지장치입니다.
다관절 로봇에서 각 관절마다 개별적인 중력 보상장치를 설치할 경우 장치 수가 증가하고 전체 시스템의 질량과 부피가 커져 구조가 복잡해지는 비효율이 발생하는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 단일 힘인가부에서 인가된 힘을 텐션와이어를 통해 리니어 가이드 연동 롤링부와 제1·제2회전관절부의 연결부로 전달하고, 연결부와 보조연결부에 와이어를 복수회 권선하여 필요한 인력을 효율적으로 증폭 전달하는 방식을 제안합니다. 산업용 로봇 암과 의료용 거치대 등에 적용될 수 있어 하나의 보상 장치로 다관절 전체를 지지하며 시스템의 경량화와 단순화를 달성합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 사람중심 스마트 양팔 이승 보조로봇 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 비충돌 상태에서 로봇 관절의 제어 목표값과 실제 측정값의 변동 범위를 학습 데이터로 생성하고, 인공지능 학습 모델을 통해 동적인 정상 운용 범위를 예측하여 실시간으로 충돌 여부를 판단하는 로봇 시스템 및 학습 데이터 생성 방법입니다.
종래의 토크 센서 기반 충돌 감지는 하드웨어 비용이 높고, 모터 전류 기반 방식은 마찰 등으로 인한 오감지 가능성이 있으며, 기존 인공지능 방식은 실제 충돌 데이터 수집 과정에서 로봇 내구성이 저하되는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 충돌 없는 정상 동작 데이터로부터 슬라이딩 윈도우와 이동 평균 기법을 적용하여 시계열 최대·최소 측정값을 산출하고 이를 학습 데이터로 활용해 동적 충돌 범위를 예측하는 방식을 제안하며, 이를 통해 별도 센서 없이 정확한 충돌 감지를 구현할 수 있습니다. 협동 로봇의 안전 인증과 산업용 매니퓰레이터에 적용될 수 있어 고가의 토크 센서를 대체하며 안전성과 경제성을 동시에 확보합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 조립작업과 같은 비정형 작업환경에 지능적으로 대응할 수 있는 심층강화학습 기반의 공유작업 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 사용자의 상체와 하체에 각각 고정되는 프레임 사이에 다관절 링크 구조와 탄성부재를 배치하여, 허리를 굽힐 때 발생하는 기계적 탄성 변형으로 허리를 펴는 모멘트와 디스크 압력을 감소시키는 견인력을 수동적으로 제공하는 상체 보조 장치입니다.
기존 액추에이터 기반 능동형 보조 기구는 배터리와 전원 문제가 있고, 과도한 모멘트 인가로 인해 움직임을 방해하거나 의도하지 않은 근육 활성을 유발하는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 상부 프레임과 하부 프레임, 제1·제2 연결 프레임을 순차적으로 회전 가능하게 연결하고 탄성부재를 통해 사용자의 동작에 따른 기계적 복원력을 공급하는 방식을 제안하며, 이를 통해 동력원 없이 물리적 힘을 전달할 수 있습니다. 물류 상하차와 건설, 요양 보호 등 반복적인 허리 부담이 발생하는 현장에서 부상 위험을 낮추면서도 가볍고 유지비가 들지 않아 실제 도입이 용이합니다.
본 기술은 근위 바디 링크와 원위 바디 링크 사이에 세 개의 회전 조인트와 세 개의 병진 조인트, 네 개의 링크로 구성된 평면 강체 6절 링크 구조체를 배치하여, 무릎 관절의 굴곡 시 순간 회전 중심의 변동을 수용하는 자기정렬 기능을 수행하는 무릎 관절 가이드장치입니다.
개인마다 상이한 무릎 관절의 순간 회전 중심 경로를 단순 회전 조인트만으로는 모사하기 어려워 착용 시 신체적 무리를 유발하고, 이를 해결하기 위한 기존 다자유도 메커니즘은 구조가 복잡하여 힘과 속도 전달 효율이 저하되는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 세 개의 회전 조인트와 세 개의 병진 조인트를 조합한 평면 6절 링크 구조로 1자유도 폐루프 시스템을 형성하는 방식을 제안하며, 구동부를 포함한 구조체가 무릎 굴곡 각도에 따라 기구적 위치를 최적화하여 별도의 복잡한 커스터마이징 없이도 다양한 체형에 대응하고 보행에 필요한 토크를 효율적으로 전달할 수 있습니다. 재활 치료와 근력 보조, 산업용 착용 로봇 등 다양한 분야에 적용 가능하며, 착용자의 신체 부담을 줄이면서 보행 편의성과 삶의 질을 함께 높여줍니다.
본 기술은 FMCW 레이더의 타겟 탐지 데이터를 각도-속도 2차원 도메인으로 매핑하고, 연속된 스캔 간의 데이터 상관관계 분석과 추세선 선형회귀를 통해 외부 센서 없이 로봇의 이동 속도와 회전각을 산출하는 동시적 위치 추정 및 지도 작성용 자아 움직임 추정 기술입니다.
기존 SLAM 시스템은 로봇의 자아 움직임 추정을 위해 모터 엔코더나 자이로 센서 등 추가적인 하드웨어가 필수적이어서 시스템 복잡도와 비용이 증가하고, 레이저와 카메라 기반 센서는 저조도나 악천후 환경에서 성능이 저하되는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 레이더 센서로부터 획득한 타겟의 상대속도와 각도 정보를 이진 행렬로 변환한 뒤 순방향과 역방향 상호상관 연산을 통해 회전각을 도출하고, 각도-속도 도메인의 탐지점 추세선에 선형회귀를 수행하여 속도축 절편값으로부터 이동 속도를 산출하는 방식을 제안하며, 이를 통해 추가 센서 없이도 악조건 환경에서 강건한 위치 추정을 수행할 수 있습니다. 연기와 먼지, 저조도 등 카메라와 라이다가 무력화되는 악조건에서도 동작하므로, 재난 현장 탐색 로봇과 산업용 자율주행 장비의 신뢰성을 크게 끌어올립니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 간섭에 강인한 차세대 레이더 시스템 연구: 딥러닝 기반 데이터 증식 원천 기술과 적응형 타깃 추적 기술 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 수중 환경에서 해양 생물의 상태를 모니터링하기 위해 카메라를 포함한 상부 프레임과 개방형 하부 프레임을 결합한 구조체로, 수중 드론에 부착하거나 고정 설치하여 비침습적으로 생태 데이터를 수집하는 해양 생물 모니터링 시스템입니다.
기존의 다이버나 수중 로봇을 이용한 직접적인 생태 조사 방식은 대상 생물에 교란을 주며, 장시간 동안 고정된 위치에서 안정적인 모니터링을 수행하기 어려운 문제점이 있었습니다.
본 기술은 알루미늄 또는 STS316 내압 용기에 담긴 수중 카메라부와 배터리를 고정 프레임 내에 탑재하고 해양 생물이 자유롭게 출입할 수 있는 개방형 프레임 구조를 사용하는 방식을 제안하며, 이를 통해 수중 소음 측정과 음파 탐지, 수질 측정을 병행하면서 생물에 교란을 주지 않고 장기간 모니터링할 수 있습니다. 양식장 관리와 해양 생태 조사, 수산 자원 모니터링 등에 활용될 수 있어, 생물에 교란을 주지 않으면서 장기간 데이터를 확보해야 하는 연구·산업 현장에 실질적인 해답을 제공합니다.
본 발명은 해양수산부의 과학기술 기반 해역이용 영향평가기술개발 지원을 통해 개발되었습니다.
