초록 ▼

□ 연구내용
○ 목적: 인간과 로봇의 안전을 보장하며 인간을 물리적으로 지원 할 수 있는 케어로봇 개발을 위한 소프트 로보틱스 기반 기술 개발
○ 소프트 구동 메커니즘 및 제어 기술 개발
- 소프트 구동기용 유연 소재의 용도별 성능 평가 및 구조 최적화
- 안전한 착용이 가능한 플렉시블 링크를 위한 구조 및 제어 기술 개발
- 식물 모사 형 Rigid+Soft 하이브리드 엑추에이터를 이용한 근육형 엑추에이터 개발
○ 학습기반 사람행위 이해 및 로봇대응 기술 개발
- 자가학습형 지속학습 지식체계

□ 연구내용
○ 목적: 인간과 로봇의 안전을 보장하며 인간을 물리적으로 지원 할 수 있는 케어로봇 개발을 위한 소프트 로보틱스 기반 기술 개발
○ 소프트 구동 메커니즘 및 제어 기술 개발
- 소프트 구동기용 유연 소재의 용도별 성능 평가 및 구조 최적화
- 안전한 착용이 가능한 플렉시블 링크를 위한 구조 및 제어 기술 개발
- 식물 모사 형 Rigid+Soft 하이브리드 엑추에이터를 이용한 근육형 엑추에이터 개발
○ 학습기반 사람행위 이해 및 로봇대응 기술 개발
- 자가학습형 지속학습 지식체계 고도화
- 사람행위 이해를 위한 DNN 뉴로 데이터 보완
- 인간관계 모사기반 로봇대응기술 구현
○ 촉각 기반 소프트 매니퓰레이션 기술 개발
- 촉각 기반 소프트 매니퓰레이션을 위한 강화학습 기술 개발
- 강화학습 framework을 이용한 소프트 매니퓰레이션 작업 구현
○ 소프트 로봇 적용 섬유고분자 소재기술 개발
- 온도제어가 가능한 에어쿠션 섬유 복합체 제조기술 개발
- 온도 응답성이 우수한 섬유를 이용한 로봇인공근육 제조기술 개발
○ 소프트 센싱 기술 개발
- OSSTS를 이용한 힘 검출용 시제품 개발
- 소프트 압력센서 성능개선

□ 연구개발 성과
○ 정성적 성과
- 1단계 소프트 로봇 요소기술 확보 및 시제품을 통한 검증
- 리니어 및 굽힘 타입 소프트 액추에이터 모듈과 프로토 타입 개발
- 플렉시블 링크를 포함한 무릎관절 시제품 제작
- 온도구동형 섬유형 인공근육 시제품 개발
- 에어쿠션 섬유와 발열소자, OSSTS 센서 통합
- 영상 및 광량 기반 OSSTS 모듈 시제품 개발
- OSSTS적용 로봇핑거 시제품 개발
○ 정량적 성과
○ 기술스펙 달성 성과

□ 기술적 우수성
○ 양방향 전환이 가능한 소형 전기구동식 소프트 리니어 엑추에이터 개발
○ 강성 조절이 가능한 플렉시블 링크 무릎관절 개발
○ 섬유형 인공근육 제조 기술 및 성능 확보
- Tensile actuation 성능 확보 : 15.7%(목표대비 2배이상 성능확보)
○ 일반적인 신축성 소재와 소형 카메라모듈 혹은 광량센서로 소프트로봇을 위한 촉각센서를 저가로 구현 가능
- 로봇 핑커모듈 및 에어쿠션 로봇 외피에 장착 테스트
○ 소프트 압력센서의 성능개선
- 표면 패터닝에 따른 self-charging 성능개선

□ 성과활용 계획
○ 로봇-인간의 협업이 이루어지는 작업장에서의 안전성을 보장하는 엑추에이터, 내시경과 같은 의료용 어플리케이션으로의 개발 범위 확장
○ 다양한 형태의 사물을 파지할 수 있는 소프트 구동기를 이용한 로봇 그리퍼는 산업, 제조용 로봇의 앤드 이펙터로 활용
○ 기존 외골격 로봇 설계/제어 방식의 장애물을 극복하고 새로운 외골격 로봇 시장진입을 위한 핵심기술
○ 소프트 센서는 로봇용 촉각센서 뿐만 아니라 컴퓨터, 게임, VR용 입력장치, 자동차 시트 사무용 의자, 침대를 위한 자세 검줄 센서로 활용 가능
○ 압력형 폴리머 센서는 로봇핸드의 손 끝 부분에 부착 후 압력센싱 테스트 및 소프트로봇의 피부로 사용가능
○ 케어 로봇 또는 산업용 장비와 접촉하는 사람의 보호용 압력센서로 활용

(출처 : 기관주요사업 연구 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기관주요사업 연구보고서 ... 3
• 기관주요사업 연구 요약서 ... 4
• 목차 ... 7
• 제 1 장 개 요 ... 8
• 제 1 절 연구개발 목표 ... 8
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 9
• 제 3 절 당해연도 연구개발 범위 ... 9
• 제 2 장 연구수행 내용 및 결과 ... 14
• 제 1 절 연구개발 추진 체계 ... 14
• 제 2 절 당해연도 연구개발 내용 ... 17
• 제 3 절 당해연도 연구개발 결과 ... 37
• 제 3 장 연구성과 활용 시나리오 ... 41
• 제 1 절 연구성과 활용 시나리오 ... 41
• 제 4 장 2단계(4~7차년도) 사업추진계획 ... 43
• 제 1 절 2단계 사업추진 내용 ... 43
• 제 2 절 차년도 사업추진 일정 ... 60
• 제 3 절 차년도 세부 성능지표(Spec) ... 65
• 제 5 장 참고문헌 ... 70
• 끝페이지 ... 72