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.
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.
