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.
본 기술은 환자가 누운 침대 하부에 자기유도코일을 방사상으로 배치하고, 자기장을 가변적으로 발생시켜 체내 삽입된 수술용 마이크로 로봇 또는 카테터를 무선 조향 및 구동합니다.
기존 X-ray 영상 장비와 자기장 유도 장치를 별도로 운영함에 따라 장치의 크기가 커지고 공간 활용도가 낮아지며, 하드웨어 간섭으로 인해 정밀한 수술이 제한되는 문제점이 있습니다.
본 기술은 X-ray 촬영부와 자기유도수단을 수술용 침대와 일체화하여 구성하고, 자기유도코일을 방사상 배치 및 이동 가능하게 설계하여 시스템을 소형화하고 실시간 영상 가이드 하에 정밀한 자기장 조향을 수행합니다. 수술 로봇과 중재시술 시스템, 의료 자동화에 적용될 수 있어 따라서 환부의 실제 시간 확인을 제공하고, 자기 유도 수단의 크기를 최소화하고, 공간 접합률을 최대화함으로써 수술 작업의 효율성을 향상시킵니다.
본 발명은 산업통상자원부의 심근경색 중 만성완전폐색병변 치료용 마이크로의료로봇 시스템 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 로봇의 동역학 파라미터 추정을 위해 로봇의 위치 및 토크 데이터를 수집하고, 영위상 저역 필터 및 RLOESS 알고리즘을 이용해 노이즈를 제거한 뒤, 하다마드 부등식을 활용하여 계산 복잡도를 낮춘 최적화된 가진궤적을 생성함으로써 파라미터 식별 효율을 향상하는 기법입니다.
기존의 로봇 동역학 파라미터 추정을 위한 가진궤적 설계 시, 파라미터 개수 증가에 따른 최적화 계산 복잡도가 높고 연산 시간이 많이 소요되는 문제가 있었습니다.
본 기술은 위치/속도/가속도/토크 데이터에 최적화된 신호처리 단계(영위상 저역 필터, RLOESS 평활화)를 도입하고, 행렬식 최적화 과정에서 하다마드 부등식을 적용하여 계산 효율성이 높은 가진궤적 생성 알고리즘을 구현합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 따라서 동적 역학 파라미터 추정의 정확성을 향상시키고 파라미터 최적화를 위한 복잡성 및 동작 시간을 감소시킵니다.
본 발명은 미래창조과학부의 신재생에너지 지능형로봇 융합기술개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 영역 경계선상에 위치한 복수의 신호 발생부로부터 신호를 수신하여 물체와 각 신호 발생부 간의 거리를 연산하고, 거리 차이와 거리 합의 변화값을 분석하여 물체의 입사각과 경계선 이탈 여부를 판단하는 이동경로 제어 장치입니다.
자율 주행을 수행하는 물체가 지정된 영역 경계선을 벗어나는 상황을 실시간으로 판단하고 제어하기 어려워, 작업 구역을 안정적으로 유지하기 곤란한 문제점이 있었습니다.
본 기술은 두 신호 발생부와의 거리 차이 변화값으로 경계선에 대한 입사각이 수직인지 판단하고 거리 합의 변화값으로 경계선 이탈을 감지하는 방식을 제안합니다. 잔디깎이 로봇과 실외 자율주행 작업 기계에 적용될 수 있어 별도의 물리적 울타리 없이 작업 구역을 정확히 유지합니다.
본 기술은 수중 로봇 유압식 매니퓰레이터의 관절 조인트에 배치된 압력계로 수압차를 측정하여 각 관절 링크의 수직 변위량을 산출하고, 컴퍼스로 측정한 요 각도를 결합하여 엔드 이펙터의 3차원 위치를 추정하는 장치입니다.
탁한 수중 환경에서는 카메라를 이용한 위치 추정이 어렵고, 기존의 회전식 엔코더 방식은 유압식 매니퓰레이터의 거친 작업 환경에 적합하지 않아 정밀한 위치 추정이 곤란한 문제점이 있었습니다.
본 기술은 수압차와 물의 비중량으로 수직 변위량을 산출하고 이를 바탕으로 관절 링크의 피치 각도와 수평 거리 변위량을 계산하며 오프셋 압력계로 롤 각도까지 도출하는 방식을 제안합니다. 수중 작업 로봇과 해양 플랜트 유지보수에 적용될 수 있어 시야가 확보되지 않는 환경에서도 매니퓰레이터의 자세를 정확히 파악합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 스마트 수중 터널 시스템 연구센터 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 복수의 이동 로봇 간 주행 우선 순위를 기반으로 경로를 생성하고, 주행 중 충돌이 예측될 때 우선 순위가 낮은 로봇의 경로를 재계산하여 동적 환경에서의 교착 상태를 방지하고 최적 경로를 유지하는 충돌 회피 경로 생성 방법입니다.
기존의 분산화된 경로 계획 방법은 로봇 간 충돌이나 교착 상태 발생 시 경로를 수정하거나 속도만을 조절하여 대처하므로, 상호 경로 간섭 상황에서 효율적으로 대처하지 못하거나 교착 상태가 지속되는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 초기 우선 순위와 경로 비용, 임무 중요도를 종합한 주행 우선 순위를 설정하고 충돌 예측 시 우선 순위가 낮은 로봇의 경로를 노드와 에지의 점유 시간 정보를 고려하여 재계산하는 방식을 제안합니다. 물류 창고와 스마트 팩토리의 다중 로봇 운영에 적용될 수 있어 교착으로 인한 라인 정지를 근본적으로 차단하고 전체 처리량을 극대화합니다.
