본 기술은 입력 장치를 통해 획득한 공간 정보를 포인트 클라우드 데이터로 변환하고, 심층 강화 학습 모델을 적용하여 각 포인트별 Q-값(성공률)과 회전 벡터를 추론합니다. 추론된 값을 바탕으로 그람-슈미트 단위직교화를 수행하여 6 자유도 파지 자세를 결정하는 제어 알고리즘입니다.
종래의 지도 학습 기반 파지 기술은 정교한 역학 모델이 필요하여 CAD 데이터가 없는 미지 물체 파지에 제한적이며, 다수 물체 존재 시 객체 가림 현상으로 인해 파지 성공률이 저하됩니다.
본 기술은 심층 강화 학습 모델을 이용해 레이블 생성 없이 포인트 클라우드에서 직접 파지 위치와 각도를 추론합니다. 학습 실패 시 역강화 학습을 통해 보상 함수 모델을 보정하고, 그람-슈미트 직교화 기법으로 6 자유도 파지 자세를 최적 계산합니다. 물류 피킹과 서비스 로봇, 제조 자동화에 적용될 수 있어 CAD 데이터 없이도 미지 물체의 파지 성공률을 크게 높입니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 인공지능융합혁신인재양성 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 시뮬레이션 환경 내 수집된 마이크로 로봇의 탑뷰/사이드뷰 영상에 대하여 이진화(Thresholding) 및 노이즈 제거를 수행하고, 관심 영역(ROI) 설정 후 엣지 검출 및 라인 검출(Line Detection) 알고리즘을 적용하여 마이크로 로봇의 3차원 위치와 각도를 계산하는 영상 처리 방법입니다.
마이크로 로봇의 소형화로 인한 체내 이동 효율 저하 및 실제 인체 적용 시 제어 난이도 증가, 사전 테스트 및 시뮬레이션을 위한 마이크로 로봇의 정밀한 상태 인식 기술 부재입니다.
본 기술은 카메라 영상을 활용하여 마이크로 로봇의 초기 위치를 식별하고, ROI 설정 및 길이 기반 노이즈 필터링을 수행한 뒤, 엣지 검출과 라인 검출을 통해 선분의 기울기와 길이를 추출하여 마이크로 로봇의 회전각(Yaw, Roll, Pitch) 및 위치를 최종 도출하는 영상 처리 단계 수행합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 시뮬레이션 환경에서 상기 마이크로 로봇의 상기 위치 및 각도를 명확하게 인식하기 위한 방법을 제공함으로써 의료 치료 마이크로 로봇의 제어를 개선합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 심근경색 중 만성완전폐색병변 치료용 마이크로의료로봇 시스템 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 유공압 챔버를 구비하여 팽창 및 수축이 가능한 유연성 파지부에 정전기 인력을 활용하는 전기부착필름을 결합하여, 물체와의 정지 마찰력을 높이고 다양한 형상의 비정형 물체를 견고하게 파지하는 소프트 로봇 그리퍼 메커니즘입니다.
기존 모터 구동 방식의 로봇 손은 딱딱한 재질로 인해 다양한 모양과 재질의 비정형 물체를 파지하는 데 한계가 있으며, 유공압 기반의 소프트 로봇 그리퍼는 유연성 재질의 특성상 파지력이 다소 약한 문제점 등의 문제가 발생했습니다.
본 기술은 유연성 재질의 파지부 접촉영역에 제1 전극을 포함하는 전기부착필름을 배치하여 정전 부착력을 생성하고, 파지부 본체보다 신장률이 낮고 강성이 높은 박막으로 전극을 감싸 보호함으로써 유연성을 유지하면서도 파지력을 국부적으로 강화합니다. 물류 피킹과 서비스 로봇, 제조 자동화에 적용될 수 있어 전통적인 공압 그리퍼에 비해 그리퍼의 클램핑력 및 내구성을 향상시킵니다.
본 발명은 산업통상자원부의 비정형 다물체 피킹이 가능한 형상적응형 전기접착식 그리퍼 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 탄성 재질(고무 또는 폴리프로필렌)로 이루어진 로드 형상의 링크부에 환형의 힌지홈이 가공된 관절부를 형성하여, 별도의 조인트 결합 없이 재질의 탄성 변형을 통해 6자유도 위치 및 자세 제어가 가능한 매니퓰레이터 링크 구조 기술입니다.
기존 매니퓰레이터의 링크부가 다수의 조인트(병진, 유니버셜, 스페리컬) 결합으로 구성되어 각 관절에서 발생하는 마찰력과 진동으로 인해 위치 오차가 발생하며, 구조적 복잡성으로 인해 정밀한 소형화가 어려운 문제가 있었습니다.
본 기술은 링크부 자체를 고무나 폴리프로필렌과 같은 탄성 재질로 성형하고, 특정 위치에 반원형 단면의 힌지홈을 파내어 굴곡과 비틀림을 유도함으로써 물리적 마찰 요소를 제거하고 초정밀·초소형 구조를 구현합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 마찰력 및 구조적 제한을 감소시킴으로써 조작기의 이동의 정밀도 및 제어를 향상시킵니다.
본 기술은 바디 전방의 한 쌍의 전방 휠과 후방의 단일 후방 휠을 포함하는 3륜 로봇 구조에서, 전·후방 휠 간의 기구학적 기하 구조를 기반으로 후방 휠의 조향 각도를 산출하여 정밀한 선회 및 이동 방향 전환을 수행합니다.
외부 가이드 라인이나 환경 정보에 의존하여 이동 방향을 전환하는 기존 방식의 한계를 극복하고, 로봇 자체의 기구학적 치수를 이용하여 능동적이고 독립적인 경로 제어가 요구됩니다.
본 기술은 전방 휠 중심과 후방 휠 사이의 거리 및 전방 휠 간 거리를 고려한 기구학적 삼각형 모델을 수립하고, 수학식에 기초하여 결정된 후방 휠 조향 각도를 통해 바디의 회전 중심을 전방 휠 중 하나로 고정하여 선회 동작을 제어합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 외부 안내 없이 주행 방향을 제어함으로써 빙판 내에서의 컬링 로봇의 이동의 정밀도 및 효율을 향상시킵니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 경기전략을 수립하고 경기 수행이 가능한 인공지능 컬링 로봇 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 복수의 측위 노드를 포함하는 측위 모듈, 촬상 모듈, 센서 모듈을 갖춘 이동형 추종 장치가 컨트롤러를 통해 타겟 노드와의 거리를 측정하고 경로를 설정하며, 장애물 및 이동 물체를 센싱하여 경로 보정, 정지 및 재추종을 수행하는 메커니즘입니다. 특히 측위 모듈은 직각 이등변삼각형 및 정사각형 배열의 노드 구성을 통해 타겟 위치를 산출하고, 3개 노드 조합을 통한 검산 및 보정 알고리즘을 사용합니다.
기존 GPS 기반 실내 측위의 낮은 정확도와 신호 왜곡 문제, 그리고 측위 노드를 미리 영역 전체에 설치해야 하는 번거로움. 또한, 실시간 이동 중 발생하는 고정 장애물이나 돌발적인 이동 물체에 대한 대응 부재로 인한 안전성 저하가 발생했습니다.
본 기술은 이동체 내부에 설치된 4개의 측위 노드를 활용하여 타겟 노드와의 거리를 동적으로 계산하고, 촬상 모듈과 센서 모듈로부터 입력되는 데이터를 기반으로 컨트롤러가 실시간 경로를 제어(회피, 정지 및 재출발)합니다. 특히 복수 노드 중 3개를 조합해 거리를 측정하고 나머지 노드를 활용해 데이터를 검산 및 보정하는 연산 구조를 채택합니다. 재활 훈련과 보행 보조, 의료·복지 서비스에 적용될 수 있어 상기 대상 물체를 위치시키는 정확성을 향상시키고 장애물 검출에 기초하여 상기 경로를 수정함으로써 상기 환경을 관리하는 능력을 향상시킵니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 실시간 실내광역 측위기술개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 상판과 하판 및 가이드핀으로 구성된 프레임 내에 압전 모터 기반의 구동부와 슬라이드판을 배치하고, 슬라이드판의 병진 운동을 링크부를 통해 종말 작동체에 전달하여 다자유도 위치 및 자세 제어를 수행하는 병렬 로봇 매니퓰레이터 구조입니다.
종래 매니퓰레이터는 구동체가 축을 따라 이동하는 복잡한 구조로 인해 소형화가 어렵고, 구조적 복잡성과 큰 부피로 인해 초정밀 작업이나 의료용 등 상업적 활용에 제약이 있습니다.
본 기술은 하판에 고정된 구동장치(압전모터)의 스크루 회전 운동을 볼베어링을 통해 병진 운동으로 변환하여 슬라이드판을 수직 이동시키고, 슬라이드판과 연결된 링크부가 종말 작동체를 구동하는 병렬 기구학적 구조를 채택하여 장치를 소형화하고 정밀도를 향상합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 병렬 로봇 조작기의 소형화 및 정밀도를 향상시켜, 그 휴대성 및 제어 능력을 향상시킵니다.
본 기술은 몸체부에 결합된 복수의 다관절 다리부와, 다리부 하단에 비등방성 마찰력을 제공하는 홈(groove)이 형성된 마찰패드부를 포함합니다. 각 다리는 제1 관절축과 이에 수직인 제2 관절축을 갖는 관절유닛들이 교대로 연결된 구조이며, 마찰패드의 홈 방향을 연결 방향과 평행하게 배치하여 뱀의 이동 모사 및 다관절 보행 기능을 구현합니다.
바퀴형 로봇은 노면 상태에 따른 주행 제한이 있고, 종래의 다리형 보행 로봇은 거친 지형에서의 이동성이나 기동성이 제한적이며 다관절 구조 활용 시 이동 효율이 저하되는 문제점이 있습니다.
본 기술은 뱀의 생체 움직임을 모사한 초여유 자유도(hyper-redundant) 다리 구조와, 지면 접촉 시 방향에 따른 마찰력 차이를 유도하는 비등방성 마찰패드부를 적용합니다. 마찰패드부에 길이 방향 홈을 형성하여 보행 동작 중 간섭을 최소화하고 지형 적응형 기동을 가능하게 합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 따라서 도전적인 지형 및 환경에서 로봇의 이동성 및 적응성을 향상시킵니다.
본 기술은 로봇 표면에 상이한 측정 면적을 가진 복수의 정전용량 센서를 배치하여, 광범위한 근접 탐지와 정밀한 위치/제스처 인식을 동시에 수행하는 충돌 감지 기술입니다.
기존 협업 로봇에서 고출력 액추에이터 사용으로 인해 작업자와의 근거리 작업 시 충돌 사고 위험이 존재하며, 이를 방지하기 위한 신뢰성 높고 정밀한 비접촉식 근접 감지 수단이 요구됩니다.
본 기술은 로봇 링크 표면에 상이한 측정 면적(제1, 제2 측정면적)을 갖는 정전용량 센서군을 혼합 배열하고, 관절부에 제3 측정면적 센서를 추가 배치하여, 면적에 비례하는 감지 거리 및 해상도 차이를 활용해 충돌을 감지하고 사용자의 제스처를 인식하여 제어부의 동작을 수행합니다. 로봇 파지와 정밀 계측, 자동화 설비에 적용될 수 있어 향상된 조작자 상호 작용을 위한 빠른 충돌 검출 및 제스처 인식을 가능하게 함으로써 협업 로봇의 안정성 및 안전성을 향상시킵니다.
본 발명은 산업통상자원부의 인체 접촉 환경에서 운용되는 로봇의 안전 관련 국제표준 기반 기능안전성 구현 기술 및 위험도 평가/저감 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 파지부의 파지면에 복수의 미세유로를 형성하고, 유체 펌프를 통해 액체를 공급하여 파지면과 객체 사이의 마찰계수를 물리적으로 제어하는 그리퍼 시스템 메커니즘입니다.
종래의 그리퍼 시스템은 수직항력 제어에만 의존하여 유연한 재질의 객체 파지 시 변형을 유발할 수 있으며, 마찰계수가 상수값으로 고정되어 다양한 재질 및 형상의 객체를 정밀하게 파지하는 데 한계가 있습니다.
본 기술은 파지부에 형성된 복수의 미세유로를 통해 액체를 토출시켜 접촉 면적과 마찰력을 능동적으로 제어하고, 힘 센서를 통해 측정된 객체의 상태값에 따라 유체 펌프의 공급량 및 구동부의 파지력을 실시간으로 조절합니다. 물류 피킹과 서비스 로봇, 제조 자동화에 적용될 수 있어 그에 의해 그립부의 유체 및 변형 제어를 통해 마찰력을 제어함으로써 상이한 형상의 다양한 재료 및 물체를 파지하는 정밀도 제어를 개선합니다.
본 기술은 베이스 로드에 연결된 마이크로로봇이 외부 자기장 인가 시 내부의 자성 선형 이동부를 길이 방향으로 이동시켜 약물을 가압/방출하거나, 자성 흡수 부재의 형상 변형을 통해 약물을 방출하는 기구적 메커니즘입니다.
기존의 풍선 카테터는 반경 방향 돌출 공간 필요로 인해 초소형 혈관 적용이 어렵고, 독립형 마이크로로봇은 혈류로 인해 약물 방출 후 회수가 곤란합니다.
본 기술은 베이스 로드(카테터/가이드와이어)와 고정된 마이크로로봇을 배치하고, 외부 자기장으로 구동되는 선형 이동부를 통해 약물을 가압 방출하거나 자성 흡수 부재를 변형시켜 약물을 방출하며, 베이스 로드를 통해 로봇의 위치 제어 및 회수를 수행합니다. 수술 로봇과 중재시술 시스템, 의료 자동화에 적용될 수 있어 작은 혈관으로의 약물 전달을 향상시키고 약물 투여의 안전성을 향상시킵니다.
본 발명은 산업통상자원부의 심근경색 중 만성완전폐색병변 치료용 마이크로의료로봇 시스템 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 병렬 메커니즘을 기반으로 제1 베이스와 제2 베이스 사이의 6자유도 운동을 구현하고, 회전축 상에 배치된 회전각도측정부와 탄성부를 포함하는 센서유닛을 통해 회전각도 및 토크를 산출하는 관절 구조입니다.
기존의 토크 측정 방식은 별도의 토크 센서를 필요로 하여 장치 구조가 복잡해지고 제조 비용이 상승하며, 고가의 부품으로 인해 로봇 전체의 가격 경쟁력이 저하되는 문제가 있었습니다.
본 기술은 링크 회전축에 회전 스프링(탄성부)과 회전각도측정부를 동축 배치하여 구조를 단순화하고, 측정된 회전각도와 사전에 정의된 탄성계수를 제어부에서 연산함으로써 별도의 토크 센서 없이 관절 토크를 정밀하게 측정합니다. 로봇 파지와 정밀 계측, 자동화 설비에 적용될 수 있어 회전 각도, 선형 변위, 및 동력 또는 토크를 측정하기 위한 컴팩트하고 비용 효율적인 로봇 너클 장치를 제공함으로써 로봇 시스템의 정확성 및 비용 효율성을 향상시킵니다.
본 기술은 인체 척추의 굴곡, 신전, 외측 굴절 등 다자유도 움직임을 추종하기 위해 복수의 단위 모듈을 적층하고 구동 와이어와 보조 와이어의 장력을 제어하여 보조력을 제공합니다. 관절부의 볼/유니버설 조인트와 탄성부의 복원력을 조합하여 착용자의 척추 움직임에 따른 가변적 강성과 보조력을 구현합니다.
기존 착용형 근력 지원 장치는 척추의 복합적인 자유도(신전, 굴곡, 외측 굴절, 회전 등)를 충분히 반영하지 못하여 보조 범위가 제한적이며, 착용자에게 움직임의 구속 및 이질감을 유발하는 문제점이 있습니다.
본 기술은 척추 방향으로 배치된 복수의 단위 모듈을 관통하는 구동 와이어 및 좌우측 보조 와이어를 배치하고, 구동 모듈을 통해 각 와이어의 장력을 가변적으로 제어합니다. 탄성부를 통해 외측 굴절 보조력을 제공하고, 풀리 엔코더 및 스프링 엔코더를 통해 와이어 장력을 측정 및 피드백하여 착용자의 동작에 최적화된 근력 보조를 수행합니다. 재활 훈련과 보행 보조, 의료·복지 서비스에 적용될 수 있어 높은 자유도를 가진 근력 지지, 허리 부상 방지, 및 허리 하중 감소를 위한 웨어러블 장치를 제공함으로써 착용감 및 전도 특성을 개선합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 인체 접촉 환경에서 운용되는 로봇의 안전 관련 국제표준 기반 기능안전성 구현 기술 및 위험도 평가/저감 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 외부 베이스에 설치된 음향 발생부를 통해 유체 매질 내 정상파의 압력차를 형성하여 다수의 마이크로 로봇을 특정 지점으로 포커싱하여 군집을 생성하고, 자기장 발생부에서 형성된 자기장 필드를 통해 해당 군집을 목표 지점까지 조향 및 이동시키는 제어 메커니즘입니다.
단일 마이크로 로봇 사용 시 약물 저장 용량의 제한으로 인해 효율적인 약물 전달이 어렵고, 개별 로봇을 이동시키는 데 많은 시간과 비용이 소요됩니다.
본 기술은 베이스에 배치된 다수의 음향 소자(어쿠스틱 소자)를 통해 대상체 내부 유체 매질에 음파를 인가하여 마이크로 로봇 군집(Swarm)을 형성하고, 자기장 발생부를 제어하여 형성된 군집을 목표 지점까지 안정적으로 유도하는 자기-음향 기반 조향 시스템 및 방법입니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 약물 전달 용량 및 다수의 마이크로로봇의 조향을 개선합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 정밀의학을 위한 지능형 마이크로 로봇 기반 신체 모사 칩 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 이미지 처리 및 마커 기반 좌표 추적을 통한 마이크로로봇의 자세 측정 기술입니다. 촬상된 이미지에서 마이크로로봇과 노이즈를 차분 이미지, 색상 이진화, 크기 비교를 통해 분리하고, 로봇 상에 마커를 오버레이한 뒤 색상 경계점의 좌표를 산출하여 로봇의 자세를 결정합니다.
인체 내 삽입되는 마이크로로봇의 경우, 영상 획득 시 조명 산란, 인체 조직, 혈관 벽 등의 노이즈가 발생합니다. 종래 기술은 마이크로로봇 표면의 표시를 직접 인식하는 방식이라 이러한 노이즈로 인해 인식 오류가 잦고 자세 측정의 정확도가 떨어지는 한계가 있습니다.
본 기술은 이미지 내 마이크로로봇을 노이즈와 분리하여 식별하는 전처리 단계와, 식별된 로봇의 기하학적 정보에 기반하여 로봇 윤곽과 교차하는 마커를 가상으로 표시하는 단계, 마커 상의 이진화된 색상(제1/제2 색상)의 경계점 좌표를 분석하여 로봇의 자세를 산출하는 단계로 구성됩니다. 로봇 파지와 정밀 계측, 자동화 설비에 적용될 수 있어 노이즈가 있는 상태에서 마이크로로봇의 자세를 측정하는 정확성을 향상시켜, 측정의 신뢰성을 향상시키고 인성 측정을 가능하게 합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 심근경색 중 만성완전폐색병변 치료용 마이크로의료로봇 시스템 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
