본 기술은 3D 모델 기반의 광선 추적법으로 가상의 소나 이미지를 생성하고 실제 수중에서 촬영한 배경 노이즈 이미지와 결합하여 학습 이미지를 만든 뒤, 이를 학습시켜 수중 객체를 탐지하는 소나 이미지 시뮬레이터 장치입니다.
수중 객체 인식용 뉴럴 네트워크 학습에 필요한 대규모 소나 이미지 데이터셋 확보가 어렵고, 실측 데이터 수집은 시간과 비용이 크며 시뮬레이션 이미지와 실제 환경의 노이즈 차이로 인식 성능이 저하되는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 3D 객체 모델과 샘플 광선으로 소나 이미지를 시뮬레이션하고 가우시안 블러와 노이즈 레벨 파라미터를 적용한 실측 배경과 합성하여 정밀한 학습 데이터를 생성하는 방식을 제안합니다. 수중 탐사와 해양 방재, 항만 감시에 적용될 수 있어 데이터 수집 비용을 획기적으로 절감하면서 탐지 성능을 끌어올립니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 스마트 수중 터널 시스템 연구센터 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 구조적 이기종성을 가진 두 로봇의 과업 분배를 위해 프라이멀-듀얼 휴리스틱 기법을 적용하고, 로봇별 비용 가중치를 반복적으로 조절하여 총 주행 비용 중 최댓값을 최소화하는 과업 분배 방법 및 시스템입니다.
두 로봇의 주행 성능이 서로 다른 환경에서 각 로봇의 작업 종료 시간 균형을 맞추며 전체 시스템의 최대 주행 비용을 최소화하기 위한 효율적인 과업 할당과 경로 계획이 어렵다는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 로봇별 주행 비용에 가중치를 부여한 후 프라이멀-듀얼 휴리스틱으로 목적지를 분배하고 산출된 총 주행 비용을 비교하여 큰 값을 줄이는 방향으로 가중치를 수정하며 최적 경로를 도출하는 방식을 제안합니다. 물류 창고와 공장 자동화, 방재 순찰 등 성능이 다른 로봇이 혼재된 현장에서 전체 작업 완료 시간을 크게 단축하는 실질적인 해결책이 됩니다.
본 발명은 한국연구재단의 혼잡한 생활도로환경에서 안전하게 동작하는 무인자동차의 지능성장형 자율주행시스템 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 착용자의 상지에 장착되는 거치대와 토션 스프링 기반의 힌지 구조를 통해 팔의 굽힘과 폄을 보조하고, 기능적 전기 자극으로 손목 및 팔 근육의 능동적 수축을 유도하여 던지기 동작을 수행하는 상지 보조 시스템입니다.
뇌졸중 등으로 인한 상지 기능 장애 환자의 재활 프로그램이 주로 수동적이고 반복적인 전기 자극 치료에 의존하여 환자의 집중도가 낮고 재활 효과가 미미하다는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 팔의 접힘 상태를 고정하고 해제하는 래치 기반 트리거 유닛과 탄성 복원력을 가진 토션 스프링을 결합하고, 제어부가 전기 자극 시점과 트리거 해제 시점을 동기화하여 환자가 실제로 공을 던지는 동작을 수행하도록 보조합니다. 뇌졸중 재활과 스포츠형 치료 프로그램에 활용될 수 있어 환자의 능동적 참여와 흥미를 유도하며 재활 효과를 크게 높입니다.
본 발명은 문화체육관광부의 운동기능 향상을 위한 하이브리드 스마트 의복 및 모니터링 시스템, 미래창조과학부의 인간중심 소프트로봇기술 연구센터 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 기관지내시경 카메라와 석션 카테터를 구동하여 폐 세부기관지로 접근하고 검체 채취와 가래 흡인을 원격으로 제어하는, 인공지능형 석션기를 이용한 로봇 기관지내시경 및 그 제어 방법입니다.
기존 방식은 시술자의 숙련도에 의존적이며, 긴급 상황 시 즉각적인 시술이 어렵고 원격 조작 기능이 부재하다는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 촬영부와 석션부를 포함하는 로봇 장치를 인터페이스를 통해 원격 제어하고 카메라 도달 여부에 따라 화면 전환과 구동 입력을 가변적으로 제어하는 방식을 제안하며, 이를 통해 숙련도에 관계없이 안정적인 시술을 수행할 수 있습니다. 중환자실과 감염병 병동 등 의료진 접촉을 최소화해야 하는 환경에 적용될 수 있어 시술 안전성과 의료 접근성을 함께 높입니다.
본 기술은 단일 근전도 센서를 천지굴곡근의 힘줄-근육 접합부에 배치하여 근전도 신호의 평균절대값(MAV)을 측정하고, 사용자의 근력 의사를 실시간으로 식별하여 악력을 보조하는 웨어러블 로봇 장갑 제어 기술입니다.
기존 다수 센서 기반 근전도 신호 분석은 사용자별 개별 학습이 필요하고 센서 부착 위치가 정밀해야 하며, 신체 동작에 따른 오작동 발생 빈도가 높은 문제점이 있었습니다.
본 기술은 천지굴곡근의 힘줄-근육 접합부에 단일 근전도 센서를 배치하고 측정된 평균절대값이 사용자가 설정 가능한 작동 레벨과 작동 중단 레벨 범위를 벗어날 때 장갑형 그립 모듈의 구동을 제어하는 방식을 제안하며, 이를 통해 개별 학습 없이도 간단한 구성으로 악력을 안정적으로 증강할 수 있습니다. 산업 현장의 작업자 근력 보조와 고령자·환자의 일상 동작 지원에 활용될 수 있으며, 단일 센서 구성으로 제작 단가를 낮춰 웨어러블 로봇의 대중화를 앞당깁니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 인간중심 소프트로봇기술 연구센터 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 비행 모듈의 몸체부 내부에 2축 조인트를 가진 관절부를 통해 추력부를 연결하여 롤과 피치 운동을 구현하고, 복수의 모듈을 결합하여 가변적인 비행체 형상을 구성하는 비행 모듈 및 이를 구비한 비행체입니다.
기존 멀티로터 비행체는 추력 한계로 인한 이륙 중량 제한과 짧은 비행시간, 탑재 장비의 종류 및 성능 제약으로 인해 다양한 임무에 대응하기 어려운 문제점이 있었습니다.
본 기술은 비행 중에 복수의 비행 모듈을 결합하고 분리하며 재배치하여 추력을 증대시키고 비행시간을 확보하는 방식을 제안하며, 관절부와 작동부를 이용해 각 비행 모듈의 추력 방향을 제어함으로써 비행 효율을 최적화할 수 있습니다. 화물 운송과 대형 구조물 점검, 임무별 맞춤 편성이 필요한 산업용 드론 분야에서 모듈 결합만으로 성능을 확장할 수 있어, 비행체 운용의 유연성을 획기적으로 높입니다.
본 기술은 다수의 회전 조인트와 링크를 4절 기구로 배치하여, 단일 구동기로부터 입력되는 모멘트를 보행 주기에 따라 굴곡과 신전, 외전, 내전의 다방향 출력 모멘트로 변환하는 착용형 로봇용 힙 조인트 연결장치입니다.
기존 착용 로봇의 고관절 모듈은 다축 방향의 모멘트를 보조하기 위해 다수의 구동기를 사용해야 하므로 시스템의 무게가 증가하고 복잡도가 상승하는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 제1 회전 조인트에 구동부를 배치하고 제1부터 제6 회전 조인트와 제1부터 제4 링크를 조합한 4절 링크 기구를 구성하는 방식을 제안하며, 순간 회전축의 변화를 통해 보행 초기에는 신전과 외전, 중기에는 외전, 말기에는 굴곡과 외전 등 보행 주기별로 적합한 출력 모멘트 방향을 하나의 구동기로 생성할 수 있습니다. 보행 보조와 산업 현장 근력 지원, 재활 훈련 등에 적용 가능하며, 단일 구동기만으로 다방향 보조가 가능해 착용 로봇의 경량화와 원가 절감에 결정적으로 기여합니다.
본 기술은 팽창 부재인 인공근육의 외주면을 감싸는 신축성 편물층을 구성하고, 해당 편물층에 전도성 원사를 니팅하여 인공근육의 길이 방향 수축 및 팽창에 따른 전도성 원사의 저항 변화를 측정함으로써 인공근육의 변형을 감지합니다.
기존의 마이크로 채널 기반 EGaIn 센서는 고공압 환경에서 채널 변형이 발생하여 인공근육의 정확한 수축 예측이 어렵고 내구성이 저하되는 문제점이 있습니다.
본 기술은 탄성도가 높은 원사로 편물층을 형성하고 그 위에 전도성 원사를 플래인(plain) 또는 리브(rib) 방식으로 니팅하며, 고정 고리와 클램프를 통해 인공근육과 센서층의 분리를 방지하고 브레이디드 메쉬를 적용하여 전도성 밴드 구조를 안정적으로 유지합니다. 웨어러블 로봇과 소프트 액추에이터, 재활 보조에 적용될 수 있어 고압 환경에서도 인공근육 수축을 정확히 예측하고 내구성을 확보합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 생체모사 바이오닉 팔 메커니즘 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 스트링 셋(string set)을 이용하여 관절부재 간의 기계적 간섭을 최소화하고 외부 충격을 흡수하며 초기 자세로 복원하는 다 자유도 관절 메커니즘 구현합니다.
기존 로봇 팔 관절의 고정식 구조로 인한 외부 충격 전달 및 의수 착용 시 무게 부담에 따른 사용자 불편합니다.
본 기술은 관절부재들을 스트링 셋으로 연결하여 경량화하고, 각 관절부재를 소정 거리 이격시켜 회동시킴으로써 충격 흡수 및 복원력을 제공합니다. 로봇 의수와 웨어러블 로봇, 협동 로봇에 적용될 수 있어 외부 충격 전달을 최소화하며 내구성과 착용감을 높입니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 생체모사 바이오닉 팔 메커니즘 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 인체 관절의 굴곡 및 신전을 보조하기 위해 한 쌍의 와이어와 개별 토션스프링이 내장된 텐던모듈을 구비하고, 풀리 엔코더를 통한 토션스프링 변위 측정으로 와이어 장력을 산출하여 관절별로 정밀한 근력 보조를 수행하는 기구적 메커니즘입니다.
종래 기술은 관절의 좌우 대칭 구동 시 단일 풀리를 사용하여 와이어 길이 불균형이 발생하며, 이로 인해 비정형 보행(계단, 경사) 시 근력 지원이 어렵고 와이어 장력 측정이 불가하여 제어 한계가 존재합니다.
본 기술은 각 와이어에 대응하는 독립적인 텐던모듈을 적용하고, 풀리 내부에 토션스프링을 설치하여 와이어 텐션 유지 및 역기동성을 확보하며, 풀리 엔코더로 산출된 회전 각도와 스프링 상수를 통해 인간-로봇 상호작용력을 실시간 측정하여 정밀 제어 수행합니다. 재활 훈련과 보행 보조, 의료·복지 서비스에 적용될 수 있어 관절 운동에 대한 정밀 제어를 향상시키고 일상 활동에 대한 근력의 도움을 강화합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 인체 근력 보조용 50W급 구동모듈로 구성된 의복형 착용로봇 시스템 및 인간-로봇 근육모델 기반 제어기법 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 다수의 자기장 코일을 이용해 인간 신체 모사 칩 전 영역 또는 국부 영역에 독립적인 외부 자기장을 인가하고, 이를 통해 내부에 투입된 마이크로로봇의 구동(유체 흐름 제어) 및 정밀 위치 제어(장기 도킹)를 수행하는 시스템입니다.
기존 인간 신체 모사 칩은 외부 펌프를 이용한 일정한 유동 제어 방식에 의존하여 국부적인 정밀 제어가 어렵고, 인공 장기나 마이크로 장기를 특정 위치에 도킹시키는 구조적 설계가 복잡하며 효율이 낮습니다.
본 기술은 칩 네트워크 주변에 독립적으로 배치된 자기장 코일 장치를 통해 국부적/전역적 자기장 조향 및 세기 가변을 수행하고, 이를 이용하여 나사선/프로펠러형 마이크로로봇의 회전 속도와 방향을 제어함으로써 유체 흐름을 모사하거나 마이크로로봇을 목표 위치에 정확히 도킹합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 따라서 상기 네트워크 내의 마이크로 장기 위치 제어 및 유체 흐름의 효율성을 개선하여 실제 인간과 유사한 환경의 생성을 가능하게 합니다.
본 발명은 미래창조과학부의 3차원 정밀 자성 마이크로 구조체 개발 및 세포/약물 전달 기반 기술개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 탄성에너지를 이용한 공압인공근육 유닛 및 그 작동방법에 관한 것으로, 수동 탄성 요소를 결합해 빠른 수축·이완 운동을 구현하는 인공근육 기술입니다.
기존 공압 인공근육은 가압과 배기에 시간이 걸려 응답 속도가 느리고 수축률이 제한적이었습니다. 이는 착용형·협업 로봇의 실시간 동작 보조에 큰 제약으로 작용했습니다.
본 기술은 비탄성 슬리브와 탄성 튜브에 인장 스프링을 조합하여 탄성에너지를 저장·방출함으로써, 응답 속도를 향상시키고 빠른 수축 및 팽창 운동을 가능하게 합니다.
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 설계원천 기술의 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 인체운동 보조용 웨어러블 디바이스에 관한 것으로, 내·외부 전극과 변형 요소로 구성된 센서를 통해 다방향 움직임을 감지하고 보조력을 제공하는 장치입니다.
기존 웨어러블 센서는 단일 방향 변형만 감지할 수 있어 복합적인 관절 움직임을 정확히 포착하기 어려웠고, 다방향 감지를 위해서는 구성이 복잡해지고 비용이 상승하는 문제가 있었습니다.
본 기술은 단순화된 전극 구조만으로 다방향 감지를 구현하고, 감지 결과에 따라 액추에이터가 보조력을 발생시켜 인체 운동을 지원합니다. 로봇 핸드, 보행 보조 장치 등에 폭넓게 적용 가능합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 자가발전 복합기능 패브릭 제조기술 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 독립 구동이 가능한 복수의 다리 유닛을 갖추고, 각 다리 유닛의 고관절부와 무릎 관절부에 연결된 공압장치가 입각기 주행 중에는 지면 지지를 위한 구동장치의 토크 부하를 보조하고 유각기에는 보조를 해제하는 다족 주행로봇입니다.
다족 주행로봇은 지면을 지지하는 입각기에 큰 토크가 요구되어 구동장치의 부하가 과도해지고, 이로 인해 고속 주행 시 다리 유닛의 빠른 구동이 저해되며 에너지 효율이 떨어지는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 입각기와 유각기에 따라 공압장치의 보조 상태를 전환하여 구동장치가 관절을 효율적으로 구동하도록 하는 방식을 제안합니다. 고속 주행 로봇과 험지 탐사, 군용 로봇 플랫폼에 적용될 수 있어 구동기 부담을 크게 낮추면서 주행 속도와 에너지 효율을 함께 향상시킵니다.
본 발명은 미래창조과학부의 고속주행 로봇의 신개념 하이브리드 구동기 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 기설 터널 모듈과 결합 터널 모듈 간의 상대 위치를 소나 장치로 확인하고, 라인 레이저 조사기와 수중 카메라를 탑재한 이동형 수중 스캔 장치로 접합부의 간격과 높이차 및 3차원 이미지를 산출하는 수중 모니터링 시스템입니다.
수중 환경에서는 GPS를 사용할 수 없고 가시거리가 낮아 광학 센서의 활용이 제한되며, 잠수 인력 투입도 어려워 터널 모듈 간의 정밀한 위치 측정과 접합 유도가 곤란한 문제점이 있었습니다.
본 기술은 소나로 1차 거리를 확인한 뒤 수중 스캔 장치로 접합부를 정밀 스캔하여 라인 레이저가 투사된 표면의 3차원 좌표 끝단부를 비교함으로써 간격과 높이차를 도출하는 방식을 제안합니다. 수중 터널과 해저 구조물 시공에 적용될 수 있어 잠수 인력 없이 정밀 결합을 유도하여 시공 안전성과 정확도를 크게 높입니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 스마트 수중 터널 시스템 연구센터 지원을 통해 개발되었습니다.
