본 기술은 이동 가능한 제1 몸체와 비전 센서가 탑재된 제2 몸체를 분리하여, 제1 몸체의 움직임을 거리 센서 기반의 앞먹임 제어로 보상하고 비전 센서의 되먹임 신호를 결합하여 목표물 추적 성능을 유지하는 거리 센서를 이용한 비젼 트래킹 시스템 및 방법입니다.
이동 로봇의 주행 중 발생하는 진동이나 급격한 방향 전환으로 인해 동일 몸체에 고정된 비전 센서의 시야에서 목표물이 이탈하거나 영상 번짐 현상이 발생하여 인식 정확도가 저하되는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 제1 몸체의 이동과 회전 정보를 거리 센서로 감지하여 제2 몸체를 반대 방향으로 구동시키는 앞먹임 제어 시스템을 구축하고 비전 센서 자체의 되먹임 신호를 결합하는 방식을 제안하며, 이를 통해 제2 몸체의 위치와 자세를 실시간으로 보정하여 안정적인 목표물 추적을 수행할 수 있습니다. 순찰 로봇과 이동형 촬영 장비, 물류 로봇 등에 적용될 수 있어, 주행 진동과 급회전에도 목표물 추적을 유지하여 로봇 비전 시스템의 실용성을 한층 높입니다.
본 발명은 지식경제부의 u-로봇 HRI 솔루션 및 핵심소자 기술개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 이동 로봇의 주행을 담당하는 제1 몸체와 비전 센서를 탑재한 제2 몸체를 분리하여 제어하는 비젼 트래킹 시스템으로, 제1 몸체의 구동 명령으로부터 예측되는 이동 정보를 산출하고 이를 바탕으로 제2 몸체의 지향 방향을 실시간으로 보정하는 기술입니다.
이동 로봇의 주행부와 비전 센서가 동일한 몸체에 고정되어 있어 로봇 이동 시 촬영 대상이 화각을 벗어나거나 영상에 번짐 현상이 발생하여 인식률과 정확도가 저하되는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 제1 몸체의 구동 명령을 이용한 예측 이동 정보와 관성 센서 등 감지부를 통한 실제 이동 정보를 조합하여 제2 몸체 구동 제어 신호를 생성하는 방식을 제안하며, 영상 정보를 되먹임 신호로 활용하여 외란을 측정하고 제2 몸체의 지향 방향을 능동적으로 보정할 수 있습니다. 이동형 감시 로봇과 촬영 드론, 자율주행 차량 등에 활용될 수 있으며, 주행 중에도 목표물을 안정적으로 주시하여 영상 인식의 정확도를 크게 향상시킵니다.
본 발명은 지식경제부의 u-로봇 HRI 솔루션 및 핵심소자 기술개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 사용자의 몸체에 장착되어 상지 근력을 보조하는 컨버터블형 머니퓰레이터 구조로서, 다수의 접이식 링크와 4절 링크 기반의 핸드 리프트를 구비하여 중량물 작업 시에만 펼쳐 사용하고 비작업 시에는 몸체에 접어 고정할 수 있는 기계적 연동 메커니즘을 제공합니다.
기존의 고정형 머니퓰레이터는 설치 공간 제약 및 이동성 저하 문제를 유발하며, 하지 외골격 로봇과 일체형으로 설계된 상지 로봇은 하지 구조에 가해지는 하중 부담으로 인해 보행 속도 저하 및 구동 효율 감소의 문제점이 있습니다.
본 기술은 사용자 몸체 장착형 프레임을 기본으로, 링크 안내부재와 리프트 고정부재를 활용한 가변적 접이식 관절 구조를 적용합니다. 연결 링크를 통해 접이식 링크와 핸드 리프트가 동기화되어 펼쳐지고 접히도록 구성하며, 사용하지 않을 때는 리프트 고정부재의 개구부와 탄성 지지체를 통해 몸체에 밀착·구속되도록 합니다. 산업 현장 근력 보조와 물류 작업, 재활에 적용될 수 있어 비작업 시 접어 고정해 이동성과 작업 편의성을 높입니다.
본 발명은 미래창조과학부의 원격진료와 로봇 기술 융합을 통한 보급형 진료 보조 로봇 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 혈관 중재 시술을 위해 도관과 가이드 와이어의 축 방향 이송 및 회전 운동을 정밀하게 제어하는 반자동 로봇 시스템입니다. 텔레스코프 구조의 신축부를 통해 도관의 지지 및 가이드 역할을 수행하며, 도관 회전부, 가이드 와이어 회전공급부, 이송부(랙 앤 피니언)로 구성됩니다.
기존 혈관 중재 시술 시 의료진의 방사선 피폭 문제, 수동 조작으로 인한 긴 시술 시간, 그리고 기존 로봇 시스템의 큰 외경(4mm 이상)으로 인한 혈관 적용 범위 제한 및 고비용 문제가 있었습니다.
본 기술은 기존 시술 도구를 그대로 활용하면서 방사선 피폭이 집중되는 구간(도관 및 가이드 와이어 삽입·회전)을 자동화하는 반자동 시스템 구현합니다. 4자유도 구동 메커니즘을 텔레스코프 구조로 설계하여 도관의 처짐을 방지하고 분리 조립 가능한 구조를 통해 소독 편의성 및 공간 효율성을 확보합니다. 혈관 중재시술과 로봇 수술, 의료 자동화에 적용될 수 있어 의료진의 방사선 피폭을 줄이고 시술 정밀도와 효율을 높입니다.
본 발명은 미래창조과학부의 간암의 간동맥화학색전치료에서의 방사선 피폭 절감 및 시술 정확도 향상을 위한 로봇 시스템 기술 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 원통형 물체를 파지한 그리퍼의 3차원 공간 내 자세 정보를 기반으로, 중력 가속도와 부재 간의 기하학적 각도, 마찰계수를 고려한 물리 모델링을 통해 접촉력과 파지력을 연산하고, 이를 통해 최적의 구동력을 도출하는 그리퍼 제어 알고리즘입니다.
다양한 공간 자세에 따라 대상 물체 파지에 요구되는 힘이 상이함에도 불구하고, 종래 기술은 특정 자세에 대한 파지력만 제공하거나 모든 공간 자세에 대응하는 지능형 파지력 제어가 불가능하여 작업 효율이 저하되는 문제가 있었습니다.
본 기술은 그리퍼의 전후/좌우 회전 상태를 고려하여 각 부재와 물체 간의 제1/제2 접촉력을 벡터 연산하고, 대상 물체의 질량 및 기하학적 형상 정보를 대입한 수식을 통해 실시간 파지력과 구동력을 연산하여 그리퍼의 출력을 정밀 제어합니다. 물류 피킹과 서비스 로봇, 제조 자동화에 적용될 수 있어 따라서 클램핑력 및 구동력을 정확하게 연산함으로써 그리퍼 작동 제어의 효율성 및 정확성을 향상시킵니다.
본 발명은 산업통상자원부의 구난로봇용 말단장치 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 구면좌표 메커니즘을 기반으로 곡면 레일을 따라 이동하는 슬라이딩 조인트(2자유도)와 드릴링 툴을 제어하는 회전관절(4자유도)을 결합하여, 금형의 3차원 비정형 곡면에 최적화된 6자유도 에어홀 드릴링 시스템 구현합니다.
종래의 레디알 드릴 머신은 수직 가공만 가능하여 비정형 곡면 가공이 불가능하며, 수작업에 의존할 경우 작업 효율 저하, 가공 시간 증대, 병목 현상 및 생산 품질의 불균일 등의 문제가 발생했습니다.
본 기술은 교차 배치된 곡면 레일과 슬라이딩 조인트를 통해 매니퓰레이터의 위치를 곡면 좌표계상에 배치하고, 도면 해석 및 시뮬레이션을 거친 제어 신호로 회전관절과 직선관절을 구동하여 자동 드릴링 수행합니다. 각 관절에 전자식 브레이크를 결합하여 드릴링 작업 시 높은 강성 유지입니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 곡면 좌표계에 따라 로봇 매니퓰레이터를 이동시킴으로써 몰드 공기 구멍 가공 및 생산 속도의 신뢰성을 향상시킵니다.
본 발명은 미래창조과학부의 물리적/인지적 상호작용 기반 신경로봇 기술연구 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 사용자의 동작을 감지하는 동작 감지 센서와 눈 상태 정보를 인식하는 HMD로 구성된 사용자 부착장치를 통해 로봇의 동작을 제어하되, 눈 상태 정보에 따라 로봇의 동작 제한 범위를 조절하는 로봇 제어 시스템입니다.
사용자의 동작만으로 휴머노이드 로봇을 원격 제어할 경우 사용자가 로봇의 상황을 주시하지 못하는 순간에도 동작이 그대로 반영되어 안전사고가 발생할 수 있는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 HMD의 눈영역 촬영부로 눈의 감김 여부를 판단하여 로봇의 동작 제한 범위를 제어하고 로봇 카메라의 시야 영상을 HMD로 제공하는 방식을 제안합니다. 원격 조작 로봇과 위험 작업 대행에 적용될 수 있어 사용자가 주시하지 않는 상황에서의 오작동을 차단하여 안전성과 안정성을 함께 확보합니다.
본 기술은 수중 이미지 처리장치가 자유 이동 중 이미지와 위치를 체크포인트로 저장하고, 역추적 이동 시 실시간 촬영 이미지와 저장된 이미지를 비교하여 상대적 위치 오차를 산출하고 보정하는 항법 장치입니다.
수중 환경에서 추측항법을 사용하면 센서 오차가 누적되어 정확한 위치 파악에 한계가 있고, 특히 특징점이 없는 수중 환경에서는 로봇의 위치를 보정할 수단이 부재한 문제점이 있었습니다.
본 기술은 이미지에서 특징점이 검출되면 특징점 매칭을, 검출되지 않으면 푸리에 변환을 적용하여 위치 오차를 도출하는 방식을 제안합니다. 수중 탐사 로봇과 해양 구조물 점검 장비에 적용될 수 있어 특징점이 없는 균질한 수중 환경에서도 원래 경로로 정확히 복귀하는 신뢰성을 확보합니다.
본 기술은 여자유도 로봇 머니퓰레이터의 관절 토크를 실시간으로 감지하고 동역학 모델 기반의 추정치와 비교하여 정상적인 힘제어 반력과 비정상적인 외력을 분리함으로써, 비정상 상황 시 작업 모드를 자동으로 전환하는 제어 방법입니다.
기존 관절 토크 센서 기반 힘제어 로봇은 정상적인 작업 반력과 비정상적인 외부 충돌력을 명확히 구분하지 못하여, 충돌 발생 시 안전 사고 방지와 로봇 보호를 위한 효율적인 제어가 불가능하다는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 관절 토크 센서 데이터와 자코비언 행렬을 활용한 외력 추정 관측기를 구성하고 필터링으로 작업 반력을 소거한 뒤 비정상 외력 토크를 추출하여 충돌 검출 지수를 산출하는 방식을 제안합니다. 협동 로봇과 조립 자동화 설비에 적용될 수 있어 정상 작업은 유지하면서 충돌만 정확히 가려내어 안전성을 크게 향상시킵니다.
본 기술은 거리 센서로부터 추출된 복수의 측정 다리와 타겟 다리를 SJPDAF 기법으로 1차 매칭하여 확률을 산출한 뒤, 다리 쌍 기반의 그룹핑을 수행하여 2차 사후 확률을 계산함으로써 타겟 할당의 정확도를 높이는 다리 추종 방법입니다.
기존 기술은 다리 측정값을 각각 독립적인 타겟으로 처리하거나 단순히 가장 가까운 두 다리를 묶어 할당함에 따라, 사람이 많은 환경에서 타겟의 다리가 뒤바뀌거나 단일 다리만 검출되는 상황에서 추종 오류가 발생하는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 기존 매칭 단계에 다리 한 쌍 그룹핑 단계를 추가하여 개별 요소뿐만 아니라 두 다리의 조합을 고려한 새로운 사후 확률 계산 알고리즘을 도입하는 방식을 제안합니다. 안내 로봇과 짐 운반 로봇 등 사람을 따라다니는 서비스 로봇에 적용될 수 있어 혼잡한 공간에서도 목표 인물을 놓치지 않고 안정적으로 추종합니다.
본 기술은 원통형 개방 구조 내부에 모터와 임펠러를 축 중심으로 배치하여 유체 흐름을 유지하면서 자체 추진력을 발생시키는 유체 내 침투 가능한 이동 로봇으로, 모터 회전축 선단부에 파쇄부를 후단부에 임펠러를 배치하여 이동과 동시에 불순물을 파쇄하고 포집합니다.
좁은 관 내부나 유체 환경에서 기존 로봇은 유체의 흐름을 방해하거나, 자체 동력을 이용한 효율적인 이동과 정보 수집, 불순물 제거를 동시에 수행하기 어려운 문제점이 있었습니다.
본 기술은 전후방이 개방된 원통형 몸체와 모터 및 임펠러를 이용한 유동 저항 최소화 추진 구조, 회전축 연동형 불순물 파쇄부, 후방 불순물 포집부를 제안하며, 외벽에 설치된 공기 베어링을 통해 충돌을 방지하고 중심을 유지하면서 관 내부를 안정적으로 이동할 수 있습니다. 상수도관과 배관 설비의 내부 점검 및 세정에 적용될 수 있어, 유체 흐름을 방해하지 않으면서 이동과 불순물 제거를 동시에 수행하여 유지보수 비용을 획기적으로 절감합니다.
본 기술은 외부 제어 신호에 반응하는 지능형 재료와 특정 방향의 변형을 억제하는 방향성 재료의 물리적 조합을 통해, 유연한 기저 재료 내에서 비틀림과 굽힘이 결합된 플래핑 동작을 구현하는 플래핑 기반 수중 로봇입니다.
기존 지능형 재료 기반 구조물은 선형 또는 면외 굽힘 위주의 제한된 변형만 가능하며, 로봇의 구조가 복잡해지거나 구동부의 크기가 커져 소형화와 연속적인 동작 구현에 기술적 한계가 있었습니다.
본 기술은 지능형 재료의 배치 위치와 방향성 재료의 물리적 방향성을 설계하여 제1 스트로크와 제2 스트로크 간의 비틀림 각도 차이를 유도하는 방식을 제안하며, 이를 통해 별도의 복잡한 관절이나 다수의 모터 없이도 효율적인 수중 추력을 발생시킬 수 있습니다. 수중 탐사와 해양 모니터링, 소형 수중 드론 등에 활용될 수 있으며, 복잡한 관절과 모터 없이 재료의 특성만으로 추진력을 얻어 소형화와 저전력화를 동시에 달성합니다.
본 발명은 교육과학기술부의 생체모방 소프트 모핑 기반 기술, 교육과학기술부의 멀티 스케일 다중 전개형 협업 로봇의 설계 및 생산 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 사용자 단말기로부터 환경 사진 및 정보를 수신하여 로봇의 SLAM 지도 작성 초기 프레임을 생성하고, 이후 이동로봇이 주행하며 수집한 센서 데이터와 결합하여 지도를 확장하고 수정하는 SLAM 시스템입니다.
종래의 SLAM은 모든 환경을 로봇이 직접 탐색하며 지도를 작성해야 하므로 시간 소모가 크며, 기존 지도의 일부를 수정하거나 확장할 때 전체 지도 작성을 반복해야 하는 비효율성이 존재했습니다.
본 기술은 사용자 단말기에서 촬영된 환경 사진을 이용해 랜드마크를 설정하여 지도의 기본 틀을 미리 작성하고 지도 수정이나 확장 명령 시 특정 영역의 사진을 기반으로 국소적 수정을 수행하거나 해당 위치로 이동하여 실시간 데이터를 결합하는 방식을 제안하며, 이를 통해 지도 작성 시간을 단축하고 효율적으로 지도를 관리할 수 있습니다. 가정용 서비스 로봇과 실내 배송 로봇 등에 적용될 수 있어, 사용자가 제공한 사진만으로 지도의 기본 틀을 확보하여 초기 설정 시간을 대폭 단축하고 사용 편의성을 높입니다.
본 기술은 판 스프링의 탄성 에너지를 활용한 수동식 리프트 메커니즘으로, 래칫과 래칫 폴의 구속 상태를 트리거와 와이어로 제어하여 물체의 승강 및 위치 유지를 보조합니다.
기존 전동식 리프트 시스템은 외부 에너지원(전기)이 필수적이며, 모터와 정밀 기어 사용으로 인한 높은 제조 단가와 설치 장소의 제약이 존재합니다.
본 기술은 판 스프링을 감고 푸는 동력을 기계적으로 제어하기 위해 2개의 래칫과 더블 클러치 방식의 래칫 폴 구동기를 장착하여, 전기 구동 없이 트리거 조작만으로 중량물을 들어올리거나 고정하는 리프트 장치 구성합니다. 외골격 로봇과 산업 근력 보조, 물류 작업에 적용될 수 있어 전기 없이 중량물 승강을 보조해 제조 단가와 설치 제약을 줄입니다.
본 기술은 절단된 손가락의 기절골 부위에 장착되어 사용자 움직임을 동력원으로 하는 5절 링크 기반의 로봇 의지 구조입니다.
종래 로봇 의지는 물체 파지 시 접촉 상태에서 동작이 정지되어 파지 능력이 불안정하거나, 외부 액추에이터가 필요하여 신체 일부를 동력원으로 하는 의지 구현에 한계가 있습니다.
본 기술은 굽힘/폄 동작과 파지 동작을 관여하는 링크를 분리하고 탄성부재와 각도 제한요소를 배치하여, 외력 접촉 시 자동으로 형상에 적응하도록 설계된 5절 링크 메커니즘을 적용합니다. 의지와 재활 보조, 웨어러블 장치에 적용될 수 있어 외부 액추에이터 없이 다양한 형상에 적응해 파지 능력을 높입니다.
본 발명은 교육부의 대체가능 생체 손가락 시스템 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
