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SWOT분석을 통한 한국 마이크로 로봇의 발전방안
The Study of SWOT(Strength-Weakness-Opportunity-Threat) Analysis for Micro-robot Technology Development and Trend of S. Korea 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.7 no.4, 2012년, pp.881 - 895  

이상윤 (부경대학교 공간정보시스템공학과) ,  윤홍주 (부경대학교 공간정보시스템공학과)

초록
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마이크로 로봇은 인간의 다양한 질병과 진단에 있어 유용한 도구로서 활용이 가능한데, 이러한 이유로 현재 세계의 많은 국가들은 마이크로 로봇의 제작과 개발에 관심을 기울이고 있다. 한국정부 역시 이러한 세계적 추세 속에서, 마이크로 로봇 개발에 대한 기술정책을 만들고 많은 노력을 하고 있다. 따라서 본고는 SWOT분석을 통해, 한국의 마이크로 로봇 기술동향과 개발현황을 분석하여 미래 한국의 마이크로 로봇에 대한 가장 합당한 발전방안을 모색한다. 연구결과, '박테리아 기반기술의 마이크로 로봇(C형-2)'과 '무배터리 자체추진기 자율이동 마이크로 로봇(C형-3)'과 같은, 한국에서 관련 최신 특허로 등록받은 마이크로 로봇에 대한 보다 집중적인 지원이 필요하며, 이 양 분야 모두 현재 세계적인 수준으로 성장하고 있으므로 지원 중인 마이크로 로봇 개발에 관한 예산을 더욱 늘리는 한편 보다 적극적으로 관련 기술개발을 추진해야 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Micro-robots are utilized as useful tools in diagnosis and treatment of various human diseases. At present, lots of countries are developing and making many micro-robots. Government of S. Korea are trying to push ahead with the plan as technology policy, for the same reason. So this study examined a...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그런 점에서 병변 치료용 박테리아 기반의 마이크로로봇은 박테리아의 특성중 하나인 편모의 운동으로 인한 이동성을 이용하여, 환경이나 질병을 인식하는 인지성을 활용하여 병변을 표적으로 삼아 병변 부분으로 이동한 뒤 자체 형광 발현성을 이용하여 병변에 마이크로로봇이 얼마나 표적화 되었는지의 여부에 대한 분석이 가능하도록 또한 인체 내 면역반응에 둔감 하고 자가 분열하여 증식 가능하며 질병에 대한 자체 적이거나 간접적인 치료능력을 가진 박테리아를 이용한 마이크로로봇을 구현하고자 했다.
  • 다만 이 방식은 원관과 같이 단단한 특성을 지닌 환경에서는 그 특성이 보장될 수 있지만, 인체 내의 대장과 같은 유연한 환경에서는 밀착된 부분이 고정 되어 있지 못하기 때문에 그 이동특성이 매우 나쁠 수밖에 없고, 심하게 지지력을 높이려 할 경우 연약한 장벽에 손상을 입힐 수 있는 문제점이 있기에 마이크로 로봇이 이동 중 검사, 조직채취 등의 작업수행을 위해 -제자리에 정지해야 할 경우 마이크로 로봇이 흔들리게 되는 것을 방지하기 위한- 몸체고정수단을 추가적으로 포함하는 마이크로 로봇 구동시스템을 구현함으로써 기존의 기술적 문제점을 해결하고자 했다.
  • 다음에서 산업상 이용 가능한 것으로 인정받은 현재까지 출원 후 특허 등록된 것 중 이상의 기술과 관련해서 대표적인 것 중심으로 내용을 각각 살펴본다.
  • 한국정부 역시 이러한 세계적 추세 속에서, 마이크로 로봇 개발에 대한 기술정책을 만들고 많은 노력을 하고 있다. 따라서 본고는 SWOT분석을 통해, 한국의 마이크로 로봇 기술동향과 개발현황을 분석하여 미래 한국의 마이크로 로봇에 대한 가장 합당한 발전방안을 모색한다. 연구결과, ‘박테리아 기반기술의 마이크로 로봇(C형-2)’과 ‘무배터리 자체추진기 자율이동 마이크로 로봇(C형-3)’과 같은, 한국에서 관련 최신 특허로 등록받은 마이크로 로봇에 대한 보다 집중적인 지원이 필요하며, 이 양 분야 모두 현재 세계적인 수준으로 성장하고 있으므로 지원 중인 마이크로 로봇 개발에 관한 예산을 더욱 늘리는 한편 보다 적극적으로 관련 기술개발을 추진해야 한다.
  • 해결할 기술과제는 마이크로 로봇에 구비된 마이크로 드릴 장비 등을 이용하여 환부를 제거할 때 제거 하기보다는 마이크로 로봇 자체가 회전하거나 중심을 벗어나는 문제가 있었고, 마이크로 로봇의 외경이 혈관의 내경 보다 크게 혹은 동일하게 제작된 경우 마이크로 로봇이 혈관 내에서의 움직임이 제약받았고, 혈액의 흐름을 막아 산소공급 부족 내지 혈관벽이 파열되는 등 심각한부작용을 초래할 수 있었다. 따라서 치료를 위해 혈액의 흐름에 영향을 받지 않고 마이크로 로봇이 독자적으로 중심을 유지하면서 이동할 수있는 이동 시스템을 구현하고자 했다.
  • 또한 기존의 관탐사용 마이크로 로봇에 대한 기술및 개발 현황에 대해 당시까지 상용화된 상태에 이른 것이 없고 대부분의 연구가 진행되고 있는 상황임을 밝히고, 구조적으로 캡슐 형태의 원통형의 외관인 이유로 관내부와의 마찰이 작게 설계되어 있으며, 캡슐의 앞뒤에 존재하는 다수의 다리들이 이동할 때 번갈 아서 돌출되어 관의 벽면을 항상 지지하며 이동하는 구조를 가지는 관탐사 마이크로 로봇을 구현함으로써 기술적 문제를 해결하고자 했다.
  • 명세서를 보면, 이 로봇은 지금까지 한국의 특허청에 특허 등록된 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 기존의 인체 내부의 장기연동을 이용하는 수동적이거나, 스크류 프로펠러를 이용한 유체 추진장치와 달리, 혈관탐사 마이크로 로봇 내부에 유체를 가압하여 분출시키는 추진장치를 제공함으 로써 배터리 장착이 불필요하고, 로봇의 추진체로서 프로펠러를 사용하지 않아 기존의 모터장착 프로펠러 이동 수단을 가진 마이크로 로봇의 문제점이었던 캐비테이션의 발생을 막고, 혈관탐사 마이크로 로봇이 혈관과 같은 아주 좁은 행동반경을 가진 유체 속에서도 전후좌우 원하는 방향으로 쉽게 이동토록 하여 조향성능을 향상시키는 것을 구현하고자 했다.
  • 명세서를 보면, 이 병변 치료용 박테리아 기반의 마이크로로봇은 환경 혹은 질병을 인식하는 박테리아를 이용하여 병변을 표적화해서 이동하고, 나아가 박테리아의 자체 형광 발현성을 이용하여 병변에 마이크로로봇이 얼마나 표적화 되었는지를 분석할 수 있는 장점과 함께, 인체 내 면역반응에 둔감하고 자가 분열 및 증식이 가능한 이유로 질병에 대한 자체적이 거나 간접적인 치료능력을 가지고 있는 박테리아를 이용한 마이크로로봇을 구현하고자 했다. 기술적 해결과제는 다음과 같다.
  • 본고는 그러한 점에서 한국의 마이크로 로봇의 기술동향과 개발현황을 살펴보고자 특허청에 특허 등록된 것을 기준으로 삼아 가장 최신의 기술 중심으로 고찰하였다. 그 결과 한국의 마이크로 로봇의 기술진보 현황은 크게 세 단계로서 장기내부에서 이동성을 가진 내시경형 마이크로 로봇에서, 관탐사 마이크로 로봇, 그리고 혈관 내부 이동의 마이크로 로봇으로 기술이 개발되어왔음을 확인하였다.
  • 본고는 지금까지 한국 특허청에 특허 등록되어 공식적으로 인정되는 마이크로 로봇에 대한 기술동향과 개발현황을 고찰하였다. 특허등록기준에 대해 특허법 제24조 특허요건에는 모든 발명이 다 특허의 대상이 되는 것은 아니며 특허로 등록 받기 위해서는 출원 당시에 일반인에게 알려지지 않아야 하며(신규성), 과거의 기술로부터의 발전성이 인정되어야 하며(진보성), 산업상 이용 가능성이 있어야 한다고 엄격한 심사 및 등록기준을 정하고 있다.
  • T/S(Threat/Strength) 전략은 역량이 내부에 축적 되어 있기 때문에 주변에 상대적으로 많은 위협요인이 존재하더라도 이를 극복할 수 있는 경우로서 강점을 더욱 적극적으로 활용하는 방식을 통해 위협요인에서 발생 가능한 다양한 위험을 사전에 방지하는 전략을 택할 수 있다. 연구의 과제와 관련시키면, 한국의 마이크로 로봇 기술개발 환경에 있어 주변의 다양한 위협요인을 극복할 역량이 내부에 있는지 또한 그 역량이 무엇인지를 분석하는 것이다.
  • 이에 본고는 한국 의료용 로봇의 세계 경쟁력을 강화하는 발전방안을 모색하고자 특히 이 분야 가장 유망한 기술로 주목받는 한국의 마이크로로봇 기술동향과 개발현황을 고찰하여, 그 동안 전문서비스 로봇분야에서 포괄적으로 다루어온 범위를 벗어나 보다 한정된 범위에서 마이크로로봇에 중점을 두고, 향후 정책추진에 있어 보다 바람직하고 미래지향적인 한국정부의 마이크로 로봇정책을 도출하고자 한다.

가설 설정

  • 즉 한국정부의 이러한 SWOT분석을 통한 전략적 접근은 한국 마이크로 로봇의 기술역량을 강화하여 세계 경쟁력을 갖추게 하며, 첫째, 한국정부가 무엇을 할 수 있는가? 둘째, 한국정부는 무엇을 하고자 하는가? 셋째, 한국정부는 무엇을 하게 될 것인가? 넷째, 한국정부가 무엇을 하기를 기대하는가? 와 같은 전략적 사고에 대한 보다 명확한 답변을 제공하여 한국 마이크로 로봇기술이 경쟁국에 비해 상대적인 우위를 선점하게 하고, 정책적 시사점을 제공하여 미래 지향적인 발전방안을 제공한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
바람직한 마이크로 로봇 발전방안은 무엇인가요? 향후 한국 정부의 의료용 로봇분야에서 세계 경쟁 력을 강화하는 바람직한 마이크로 로봇 발전방안은 다음과 같다. 첫째, 박테리아 기반기술의 마이크로 로봇(C형-2)과 무배터리 자체추진기 자율이동 마이크로 로봇(C형-3), 이 양 분야 모두 현재 세계적인 수준으로 성장하고 있으므로 지원 중인 마이크로 로봇 개발에 관한 예산을 더욱 늘리고 보다 적극적으로 관련 기술개발을 추진해야 한다. 둘째, 박테리아 기반기술의 마이크로 로봇(C형-2)과 무배터리 자체추진기 자율이동 마이크로 로봇(C형-3), 이 양 분야의 각기 지닌 장점을 더욱 살리고 단점을 보완하는 기술정책을 추진해야 한다. 셋째, 박테리아 기반기술의 마이크로 로봇(C형-2)과 무배터리 자체추진기 자율이동 마이크로 로봇(C형-3), 이 양 분야가 서로 출혈경쟁이 되어 서는 안 되고 함께 시너지효과를 극대화하는 방향으로 정책을 추진해야 한다. 넷째, 박테리아 기반기술의 마이크로 로봇(C형-2)과 무배터리 자체추진기 자율이동 마이크로 로봇(C형-3), 이 양 분야가 시장경쟁력을 상실할 경우까지 고려한 보다 체계적이고 종합적인 대비책 마련도 필요하다.
SWOT 분석은 어떤 기법인가요? 표 1처럼, SWOT 분석은 대상의 내부 환경을 분석한 뒤 강점과 약점을 발견하고, 외부환경을 분석하여 기회와 위협을 찾아내어 이를 바탕으로 강점은 살리고 약점은 줄이며, 기회는 활용하고 위협은 억제하는 경영전략 기법이다[3]. 곧 SWOT 분석은 내부역량 분석으로 강점(Strength)과 약점(Weakness), 외부환경 분석으로 기회(Opportunity)와 위협(Threat)요인으로 구분하여 내․외부환경을 분석하고, 이를 바탕으로 전략적 계획을 수립하려는 분석이라 할 수 있다[4].
O/S(Opportunity/Strength) 전략은 어떤 전락인가요? 먼저 O/S(Opportunity/Strength) 전략은 모든 대상 들이 추구하는 상황으로서 외부적으로는 주변상황에 많은 기회요인이 있고 내부적으로는 기회요인을 전략 적으로 활용할 수 있는 강점이 많은 상황인데, 연구의 과제와 관련시키면 향후 한국정부의 마이크로로봇 기술개발정책의 바람직한 추진에 있어 가능한 기회와 강점이 무엇이며 이를 강화하는 방안이 무엇인가 분석하는 전략이다.
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참고문헌 (14)

  1. 지식경제부, "www.mke.go.kr". 

  2. 이용래, "지능형로봇산업의 활성화방안에 관한 연구", pp. 3-29, 2008. 

  3. 이병기, "학교도서관 경영통론", 경기 좋은글터, pp. 252-500, 2008. 

  4. 김성철, "SWOT분석을 통한 지역문화산업 클러스터의 발전전략", p. 50, 2009. 

  5. Sitti, M., "Miniature devices: Voyage of the microrobots", Nature, pp. 1121-1122, 2009. 

  6. Choi, H.C., J.H. Choi, G.H. Jang, J.O. Park, S.H. Park, "Two-dimensional actuation of a microrobot with a stationary two-pair coil system", Smart Materials and Structures, Vol. 18, No. 5, pp. 1-9, 2009. 

  7. Zhang, L., J.J. Abbott, L. Dong, B.E. Kratochvil, D. Bell, B.J. Nelson, "Artificial bacterial flagella: Fabrication and magnetic control", Applied Physics Letters, Vol. 94, No. 6, pp. 1-3, 2009. 

  8. Pawashe, C., S. Floyd, M. Sitti, "Modeling and Experimental Characterization of an Untethered Magnetic Micro-Robot", The International Journal of Robotics Research, Vol. 28, No. 8, pp. 1077-1094, 2009. 

  9. Sowa, Y. and R.M. Berry, "Bacterial flagellar motor", Quarterly Reviews of Biophysics, Vol. 41, No. 2, pp. 103-132, 2008. 

  10. 한국산업기술진흥원, "2010 산업원천기술로드맵 요약보고서 : 로봇", p. 47, 2010. 

  11. 특허정보검색서비스, "www.kipris.or.kr". 

  12. 김광진, 고낙용, 박세승, "시뮬레이션을 이용한 이동 로봇의 충돌회피 알고리즘 연구" , 한국전자통신학회논문지, 7권, 1호, pp. 187-194, 2012. 

  13. 노성우, 김태균, 고낙용, 배영철, "이동로봇의 GPS위치 정보 보정을 위한 파티클 필터 방법", 한국전자통신학회논문지, 7권, 2호, pp. 381-390, 2012. 

  14. 문용선, 노상현, 조광훈, 배영철, "다수의 모터를 활용한 로봇관절 구조 설계" 한국전자통신학회논문지, 7권, 2호, pp. 417-424, 2012. 

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