본 기술은 별도의 랜드마크 설치 없이, 기 구축된 유도선이나 구조물 데이터를 격자형태의 경로지도로 변환하고 이를 정규화한 가상지도와 센서 데이터를 학습시켜 교차점 패턴을 인식하고 이동로봇의 절대위치를 파악하는 제어 메커니즘입니다.
종래 기술은 이동로봇의 위치 추정을 위해 교차점마다 랜드마크 센서가 필수적으로 요구되어 설치 비용이 높고, 사용 환경 변화 시 재설치해야 하는 유연성 부족 문제와 많은 로봇 운용 시 데이터 전송량 증가로 인한 실시간성 확보의 어려움이 있었습니다.
본 기술은 관리서버 내에서 사용환경정보를 기반으로 경로지도를 생성하고, 교차점 간 거리가 단위 길이의 정수배가 되도록 정규화한 가상지도를 생성하며, 이를 센서 데이터와 함께 학습하여 'ㄱ', 'T', '+' 형태의 교차점 패턴을 분류 및 인식하는 모델을 생성하여 로봇에 제공합니다. 물류 이송과 서비스 로봇, 자율주행 플랫폼에 적용될 수 있어 별도의 랜드마크 센서 없이 이동 로봇의 실시간 이동 제어를 가능하게 함으로써 상기 물리적 분배 시스템의 효율 및 비용 효율성을 개선합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 AI기반 안티 드론 능동 관제 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 외부 자기장의 방향과 세기에 따라 유연한 제1 자성체가 상이한 각도로 구부러지고 강성이 가변되는 마이크로로봇의 구조 및 이를 이용한 가이드와이어 조향 메커니즘입니다.
기존 가이드와이어는 조향 범위의 제한으로 인해 혈관 내 이동 시 버클링(buckling) 현상이 발생하여 혈관 손상을 초래하거나, 혈전의 경도에 따라 가이드와이어 교체가 빈번하여 시술 효율이 낮고 혈관 손상 위험이 높습니다.
본 기술은 유연한 제1 자성체(고분자+자성분말)와 경질의 제2 자성체를 직렬 배치하고 가이드와이어 단부에 결합하여 외부 자기장 인가 시 제1 자성체의 굽힘 각도를 정밀 제어하고, 자기장 세기 변화를 통해 마이크로로봇의 강성을 조절하여 가이드와이어의 조향성을 확보합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 가이드 와이어의 정확한 조종을 허용하고 혈관의 손상을 방지함으로써 의료 절차의 내비게이션 및 안전성을 개선합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 심근경색 중 만성완전폐색병변 치료용 마이크로의료로봇 시스템 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 유연한 재질의 몸체부 내부에 하나 이상의 자성체를 배치하고, 탄성부를 통해 가이드와이어와 연결함으로써 외부 자기장 인가 시 마이크로로봇이 굴곡되어 가이드와이어의 조향성을 향상시키는 메커니즘입니다.
종래 가이드와이어는 형상과 각도가 고정되어 복잡한 혈관 내 조작 시 높은 숙련도를 요구하며, 시술 시간이 길어져 의사와 환자의 방사선 피폭량이 증가하는 문제가 있었습니다.
본 기술은 유연한 재질의 몸체부와 탄성 연결부를 구성하고, 몸체부 내부에 적어도 하나의 자성체를 배치하여 외부 자기장에 반응해 휘어지도록 설계합니다. 특히 제1 자성체를 타단부에 배치하고 몸체부 길이를 자성체 길이의 3배 이상으로 설정하여 조향 각도를 극대화합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 수술 시간을 감소시키고 환자 및 의료 전문가에 대한 방사선 노출을 최소화함으로써 혈관 치료의 정밀도 및 효율성을 개선합니다.
본 발명은 산업통산자원부의 심근경색 중 만성완전폐색병변 치료용 마이크로의료로봇 시스템 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 체내에 삽입되는 마이크로로봇의 몸체 내부에 자성 입자와 약물 입자를 분산 배치하고, 외부에서 인가되는 교번 자기장에 의해 자성 입자가 발열하도록 하여 생분해성 고분자로 이루어진 몸체의 분해를 촉진함으로써 약물 방출량 및 속도를 정밀하게 제어하는 기술입니다.
종래 기술은 혈류 등으로 인한 자성 입자 및 약물의 손실 문제와, 마이크로로봇 표면 도포 방식의 한계로 인해 약물 방출 속도를 실시간으로 조절하지 못하여 병변 부위에 적절한 약물을 투여하지 못하는 문제가 있습니다.
본 기술은 생분해성 고분자 몸체 내부에 자성 입자와 약물 입자를 내장하고, 외부 자기장 인가 시간과 강도를 조절하여 자성 입자의 발열 유도를 통해 고분자 분해 속도를 제어함으로써 약물 방출량과 방출 시점을 조절합니다. 수술 로봇과 중재시술 시스템, 의료 자동화에 적용될 수 있어 자성 입자 및 약물의 손실을 최소화하고, 의도하지 않은 부위로 이동하는 것을 방지함으로써 고열 치료 및 약물 전달의 효율성을 개선합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 정밀의학을 위한 지능형 마이크로 로봇 기반 신체 모사 칩 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 시스템의 위치 오차와 시간 변화율에 기반한 슬라이딩 변수를 산출하고, 이를 비선형 적응 하중 모델에 적용하여 PID 제어기의 이득을 실시간으로 가변 제어하는 알고리즘 기술입니다.
종래 PID 제어기는 고정된 이득 상수를 사용하여 시스템 하중 변화 발생 시 제어 성능이 저하되거나 강인성을 확보하기 어려우며, 이득 결정을 위해 사용자의 반복적인 시행착오가 요구됩니다.
본 기술은 슬라이딩 변수를 비선형 적응 하중 모델의 입력으로 사용하여 PID 이득을 적응적으로 산출합니다. 하중 증가 시 슬라이딩 변수가 커지면 이득을 하한치까지 감소시켜 안정성을 유지하고, 하중 변화 시점을 센서로 감지하여 이득을 초기화하는 제어 로직을 포함합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 따라서 상기 PID 제어기의 상기 이득을 적응적으로 변경함으로써 심각한 부하 변동에 대한 상기 시스템 제어기 및 방법의 상기 강인성을 개선합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 뇌매핑 기반의 로봇재활 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 상호 이격된 두 개의 바디를 두 쌍의 교차 커넥터로 구성된 크로스 플랙셔 힌지(Cross-flexure hinge)로 연결하여 관절을 형성하고, 이를 로봇손의 손가락 마디에 적용하여 강성과 컴팩트한 설계 구조를 구현합니다.
종래 로봇 관절 구조는 회전 강성이 부족하여 정밀한 파지 작업에 한계가 있으며, 관절부의 부피가 커서 로봇손의 전체적인 소형화 및 컴팩트한 설계가 어려움이 있었습니다.
본 기술은 제1 바디와 제2 바디를 서로 거울상 대칭으로 배치된 두 개의 조인트 유닛(각각 2개의 교차 커넥터 포함)으로 연결하여 강성을 높이고, 바디 내부에 풀리와 와이어 구동 방식을 통합하여 로봇손의 공간 효율성을 극대화합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 로봇 손의 안정성 및 회전 경도를 개선하여, 사람의 손 움직임을 효과적으로 모방할 수 있게 합니다.
본 기술은 체내 투여된 마이크로로봇 내의 자성 입자를 외부 교류 자기장으로 가열하고, 온도에 따라 근적외선을 방출하는 광원 입자(퀀텀닷)를 이용해 체외에서 비침습적으로 온도를 측정하여 실시간 피드백 제어로 가열 온도를 조절하는 메커니즘입니다.
종래의 온열 치료는 자성 입자의 온도를 직접 측정하거나 제어하지 못해 과열로 인한 주변 정상 세포의 손상 위험이 높습니다.
본 기술은 자성 입자와 온도 의존적 근적외선 방출 특성을 가진 퀀텀닷을 중합체에 내장한 마이크로로봇을 구성하고, 체외 측정 장치로 방출 광의 세기를 감지하여 외부 자기장의 세기를 PID 제어 등으로 정밀 조절합니다. 로봇 파지와 정밀 계측, 자동화 설비에 적용될 수 있어 온도 조절의 정확성을 향상시키고 의학적 치료에서 건강한 세포에 대한 과열 및 손상을 방지합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 정밀의학을 위한 지능형 마이크로 로봇 기반 신체 모사 칩 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 치료용 세포(박테리아/면역세포)의 화학주성과 자성 나노입자의 자기장 구동력을 결합한 하이브리드 마이크로로봇 시스템이며, 외부 열원(근적외선/교류자기장)에 의한 발열로 해체 온도(Td)를 유도하여 세포와 나노입자를 분리함으로써 체내 잔류를 방지합니다.
기존 마이크로로봇은 자기장 구동 시 정밀 타겟팅의 한계가 있으며, 체내 투입된 자성 나노입자가 잔류하여 세포 독성 및 부작용을 유발하고, 박테리아 기반 로봇은 혈류 저항으로 인한 병변 도달율이 낮은 문제점이 있습니다.
본 기술은 리간드-수용체 결합(바이오틴-아비딘 등)을 통해 치료용 세포와 자성 나노입자를 결합하고, 외부 자기장으로 병변까지 이송 후 국소적으로 가열하여 결합을 해제하며, 분리된 자성 나노입자를 외부 자기장을 통해 회수하여 잔류 문제를 해결합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 치료를 위한 세포 분류를 통해 약물의 선택적 방출을 가능하게 함으로써 치료 효율을 향상시키고 부작용을 최소화합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 뇌매핑 기반의 로봇재활 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 3차원 레이저 리소그래피로 폴리머 몰드를 제작한 뒤, 도금법 또는 담금법을 통해 자성 금속 입자가 포함된 비폴리머 재료를 주입 및 소결하여 마이크로로봇의 기구부 전체를 자성 금속으로 성형하는 기술입니다.
기존 광경화성 폴리머 기반의 마이크로로봇은 자성체 증착 시 불균일한 자화 분포가 발생하고, 자성 입자를 혼합할 경우 레이저 투과율 저하 및 제작 정밀도 하락과 구조적 강성 부족 문제가 발생합니다.
본 기술은 3차원 레이저 리소그래피로 고정밀 몰드를 먼저 제작하고, 비폴리머 재료(자성체 포함)를 몰드 내부에 주입 및 소결함으로써 구조체 전체를 금속화하여 균일한 자화세기와 높은 강성을 확보합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 3D 마이크로로봇의 강성을 향상시키고 자기장에서 더 나은 제어를 위해 자화의 강도를 향상시킵니다.
본 발명은 미래창조과학부의 3차원 정밀 마이크로 구조체 개발 및 세포/약물 전달 기반 기술개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 비정형 대상체(환자 신체)를 기계적 핑거부로 1차 파지하고, 팽창 가능한 에어 커프를 이용해 물리적 압력을 가하여 이중으로 파지 및 지혈을 수행하는 메커니즘입니다. 래칫 기어와 걸림 부재를 이용해 파지 상태를 유지하고, 압력 센서 및 관통형 제1센서부를 통해 파지 안정성을 제어합니다.
종래의 로봇 핸드는 핑거부의 구조적 한계로 인해 환자의 신체와 같은 비정형 대상체를 정확하게 파지하기 어려우며, 동맥점 압박 등 정밀한 지혈 작업 수행에 한계가 있습니다.
본 기술은 링크 구조의 핑거부, 핑거 구동부, 에어 커프, 공기 공급부, 대상체 위치 감지를 위한 레이저 센서(제1센서부), 파지력 감지를 위한 압력 센서(제2센서부), 및 기계적 파지 상태를 유지하는 래칫/걸림부재 기반의 파지 유지부를 포함하여 구성됩니다. 물류 피킹과 서비스 로봇, 제조 자동화에 적용될 수 있어 물체의 파지 능력을 향상시키고, 지혈 작업의 정확성을 향상시키고, 과도한 클램핑력 및 피부 용해를 방지합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 구호작업을 위한 안전보장형 연성 매니퓰레이터 및 다기능 가젯기술개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 다중 부분 경로에 대해 가능한 모든 관절 조합을 병렬적으로 탐색하여 충돌 없는 최적의 관절 조합을 실시간으로 결정하고, 이를 통해 매니퓰레이터의 동작 경로를 효율적으로 개선하는 경로 후처리 알고리즘입니다.
기존 APSC(adaptive partial shortcuts) 기법은 반복적인 경로 개선 과정에서 고정된 수의 관절만을 샘플링하여 선택하므로, 반복 횟수가 증가함에 따라 계산 시간이 길어지고 동적 환경 대응이 어려움이 있었습니다.
본 기술은 매니퓰레이터의 동작 경로를 복수의 부분 경로로 분할하고, 각 부분 경로에 대해 가능한 모든 관절 조합을 병렬 연산하여 경로 개선 효과를 극대화하는 최적의 관절 조합을 실시간으로 선택 및 반영하는 처리 방법입니다. 물류 이송과 서비스 로봇, 자율주행 플랫폼에 적용될 수 있어 상기 알고리즘의 총 계산 시간을 감소시키고 동적 환경에서 병렬 처리를 가능하게 함으로써 고 자유도 로봇 조작기를 위한 경로 생산의 효율성을 개선합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 인간중심 CPS 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 복수의 자율주행 로봇(도포, 적재, 이송, 설치, 충전)이 상호 협력하여 바닥 마감재를 설치하는 시스템입니다. 3D 측위 장치와 액티브 마커를 활용한 정밀 위치 추정, 비전 센서 기반의 장애물 회피 및 바닥 형상 인식을 통한 마감재의 정밀 설치 매커니즘을 가집니다.
대형화·중량화되는 건설 자재의 운반 및 설치를 인력에만 의존할 경우 작업 효율성이 낮습니다. 기존 원격 조종 로봇은 작업자의 시야에 의존하므로 미세 조정에 한계가 있고, 건설 현장의 높은 인적 오류율로 인한 안전사고 위험이 존재합니다.
본 기술은 자율주행 기반의 로봇 군집 제어 시스템 구축입니다. 3D 측위 장치가 액티브 마커를 통해 로봇들에 위치 정보를 전달하며, 로봇 하부의 바닥 인지 센서와 수직/수평 암이 결합된 매니퓰레이터 구조를 통해 마감재를 바닥 기준 좌표계에 맞게 정밀 설치합니다. 재활 훈련과 보행 보조, 의료·복지 서비스에 적용될 수 있어 건설 현장에서 건설 재료 설치의 효율성과 안전성을 향상시킵니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 지능형 페인팅-마스킹 협동로봇 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 와이어의 중앙부를 풀리의 안착부에 감고 양단 연장부를 각각 예압된 제1 및 제2 스프링과 조정장치에 연결하여, 제1 바디(모터 포함)와 제2 바디 사이의 상대회전 시 와이어의 인장력을 통해 모멘트암 변화 없이 토크를 측정하고 회전 각도를 제어하는 직렬 탄성 액추에이터(SEA) 구조입니다.
종래의 직렬 탄성 액추에이터는 스프링이 출력단과 링크 사이에 위치하여 변형 시 스프링이 휘어지거나 회전함으로써 모멘트암이 변하여 정확한 토크 측정 및 제어가 어려운 문제가 있습니다.
본 기술은 풀리 외주면에 와이어 중앙부를 고정하고, 연장된 양단부를 제2 바디 내의 예압된 스프링 시스템을 통해 지지함으로써 모멘트암을 일정하게 유지하고, 각 조정장치와 하우징 구조를 통해 와이어의 텐션을 정밀하게 제어 및 측정 가능한 구조를 구축합니다. 로봇 파지와 정밀 계측, 자동화 설비에 적용될 수 있어 토크 측정 정확도를 향상시키고 외력에 기초한 토크의 측정을 용이하게 합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 몰입형 인간로봇 다중감각 교류기술 상용화 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 레일 기반 이동 플랫폼을 활용하여 지하 공동구 내 시설물을 상시 탐지하고, 위험 구역 발견 시 정밀 탐지 및 유지 보수 로봇을 투입하여 대응하는 통합 관리 시스템입니다.
기존의 단일 로봇 시스템은 지하 공동구의 긴 길이로 인해 정밀 탐사가 어렵고, 단순 모니터링 위주로 구성되어 시설물의 복합적인 유지 보수 작업을 수행할 수 없습니다.
본 기술은 레일을 따라 이동하는 상시 탐지 로봇과 정밀 탐지 로봇, 화재 진압 로봇을 배치하고 관제 서버를 통해 위험 구역을 선별하여 정밀 스캔 및 작업 툴을 이용한 유지 보수를 자동화합니다. 로봇 파지와 정밀 계측, 자동화 설비에 적용될 수 있어 전력선, 통신선, 및 다양한 배관 시스템의 원격 모니터링, 예측, 및 유지 보수를 가능하게 함으로써 지하 공동 덕트 유지 보수의 효율성 및 안전성을 향상시킵니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 AI기반 안티 드론 능동 관제 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 로봇 팔에 부착된 마커와 고정된 기준 마커를 외부 센서로 추적하여, 로봇 팔의 실시간 이동 변위와 센서 데이터 간의 오차를 계산함으로써 로봇 팔 끝단(엔드 이펙터)의 위치를 정밀하게 보정하는 기술입니다.
산업용 로봇에서 로봇 팔의 위치 보정을 위해 사용자가 직접 위치를 교시하거나 별도의 설정 장치를 입력해야 하는 번거로움이 존재하며, 교시 과정에서 발생하는 오차로 인해 정밀한 작업 수행이 어려운 문제가 있었습니다.
본 기술은 로봇 팔에 부착된 링 형상의 제1 마커와 외부 기준점인 제2 마커를 외부 센서부로 동시 센싱하여, 로봇 팔의 실제 구동 변위와 마커의 위치 변화를 대조하고 기하학적 연산을 통해 로봇 팔 끝단까지의 위치 보정값을 산출합니다. 로봇 파지와 정밀 계측, 자동화 설비에 적용될 수 있어 마커와 센서 유닛을 사용하여 자유 영역에서 로봇 암의 위치를 지정하는 정확성을 개선합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 다양한 다관절 상용로봇에 적용이 가능하고 빈피킹 및 이적재 작업에 특화된 지능형 컨트롤러 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
