초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 지능형 연속체 로봇의 이론을 정립하고 핵심 연속체 로봇 모듈을 개발하여 Human-Robot 상호 작용이 발생하는 다양한 로봇 응용분야 (서비스로봇, 의료로봇)에 적용하는 것을 최종 목표로 한다.
연구결과
- 연속체 메커니즘의 기구학, 동역학, Stiffness 모델링 방법론 정립
- 모듈러 로봇 및 연속체 로봇의 연구 동향 파악, Soft arm의 연구 사례 조사, 4개 특허출원
- 연속체 구조를 지니는 4mm 내시경 로봇 개발, 연속체 구조를 지니는 핑거 로봇 개발,

연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 지능형 연속체 로봇의 이론을 정립하고 핵심 연속체 로봇 모듈을 개발하여 Human-Robot 상호 작용이 발생하는 다양한 로봇 응용분야 (서비스로봇, 의료로봇)에 적용하는 것을 최종 목표로 한다.
연구결과
- 연속체 메커니즘의 기구학, 동역학, Stiffness 모델링 방법론 정립
- 모듈러 로봇 및 연속체 로봇의 연구 동향 파악, Soft arm의 연구 사례 조사, 4개 특허출원
- 연속체 구조를 지니는 4mm 내시경 로봇 개발, 연속체 구조를 지니는 핑거 로봇 개발, 연속체 구조를 지니는 소프트암 개발
- Joint Limit Algorithm 개발, 장애물 회피 알고리즘 개발
2차년도 : 확장된 Soft Arm 개발
- 두 개의 연속체 모듈을 연결한 다자유도 Soft arm 개발
- 연속체 구조를 지니는 5개의 Soft finger로 구성된 Soft 5-fingered Hand 개발
- 감정, 악수, 안내 등의 서비스 제공 동작 등의 표현이 가능한 다자유도 Soft arm 개발
- 세 개의 모듈을 연결한 다자유도 Soft arm 형태의 Elephant trunk 메커니즘 개발
3차년도 : Dual Soft Arm 개발, 응용소프트웨어 및 Master 장치 개발
- 후두 수술 로봇으로 활용 가능한 굴곡형 가이드부를 가지는 두 개의 soft arm으로 구성된 Dual soft arm 개발
- Dual Arm으로 사람과의 협업 동작 구현
- 세 개의 연속체 모듈을 사용한 Elephant trunk의 기구학 모델 유도, 다양한 동작 구현
- Dual arm과 Elephant trunk로 구성된 Elephant 로봇 개발, Dual arm과 Elephant trunk의 협업으로 구현한 Drum 연주, 사람과 Elephant 로봇의 협주 구현
- 두 개의 연속체 모듈을 사용한 master device 개발, 정기구학 유도, master device를 이용한 4자유도 연속체 로봇의 제어
연구결과의 활용계획
- 응용분야 및 활용범위
(1) 안전성을 요구하는 수술로봇으로의 활용
: 의료 로봇 분야의 부비동 수술과 후두 수술의 사업화 추진 중
(2) 서비스 로봇으로의 활용
: 교육용 로봇, 동화 구연 로봇 등 안전성이 필요한 서비스 로봇
(3) 산업용 로봇으로의 활용 계획
: 터널, 교량, 파이프 등의 검사용 내시경 시스템과 불순물 제거 장비 개발

Abstract ▼

Purpose & contents
The objective of this study is to establish the theory of continuum robot, develop a core continuum robot module, and apply it to many soft-robot application areas in which human-robot interaction occurs.
Result
Year 1 : Theory of continuum robot and initial development o

Purpose & contents
The objective of this study is to establish the theory of continuum robot, develop a core continuum robot module, and apply it to many soft-robot application areas in which human-robot interaction occurs.
Result
Year 1 : Theory of continuum robot and initial development of soft arm
- Derivation of the kinematics, dynamics, and stiffness model of continuum robot
- File many patents differentiated with other continuum robot modules, 4 patent applications
- Develop a 4mm endoscope robot, a soft finger robot, a soft arm robot
- Implementation of Joint limit algorithm and Obstacle avoidance algorithm
Year 2 : Extended soft arm
- Multi-DOF soft arm constructed by combination of multiple core modules
- Development of a soft 5-fingered hand
- Gesture motion planning(Emotions, hand shake, and guide) for integrated multi DOF soft arm
- Application to design of a soft elephant trunk
Year 3 : Dual soft arm and its application
- Develop a dual arm consisting of two soft arms as the laryngeal surgical robot
- Implementation of co-work between a dual arm and a human
- Derivation of kinematics of the elephant trunk consisting of 3 core modules, implementation of various motions
- Development of an elephant robot consisting of a dual arm and the elephant trunk, playing drum implemented by co-work between the dual arm and the elephant trunk
Expected Contribution
Application areas and extent of practical use
- Use as a surgical robot demanding the safety
: making effort for commercialization to Sinus surgery and Laryngeal surgery areas
- Utilization to service robot
: education robot and story telling robot that requires safety
- Utilization to industrial areas
: inspection and maintenance purpose for tunnel, bridge, pipeline

목차 Contents

• 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ... 1
• 목 차 ... 2
• Ⅰ. 연구계획 요약문 ... 3
• 1. 국문요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구결과 요약문 ... 4
• 1. 한글요약문 ... 4
• 2. SUMMARY ... 5
• Ⅲ. 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 34
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 36
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 36
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 38
• 8. 참고문헌 ... 38
• 9. 연구성과 ... 39
• 10. 기타사항 ... 45