초록 ▼

① 연구 과제 개요
연구 목표
○ 연구 목표: 촉각 자극을 인지하는 기계적 감각수용기(Mechanoreceptor) 및 방대한 데이터를 효율적으로 처리하는 시냅스를 모사하여 고성능의 전자 피부를 개발함
○ 인간과 유사한 수준의 촉각 인지를 달성하기 위해서는 촉각센서를 고집적화하는 것이 필요함. 더불어, 로봇에 적용되어 저전력으로 구동하거나, 혹은 사람과 직접 상호작용하기 위해 새로운 메커니즘의 촉각센서가 필요함.

② 연구 내용
▷ All 3D printed mechanical oscillator 제

① 연구 과제 개요
연구 목표
○ 연구 목표: 촉각 자극을 인지하는 기계적 감각수용기(Mechanoreceptor) 및 방대한 데이터를 효율적으로 처리하는 시냅스를 모사하여 고성능의 전자 피부를 개발함
○ 인간과 유사한 수준의 촉각 인지를 달성하기 위해서는 촉각센서를 고집적화하는 것이 필요함. 더불어, 로봇에 적용되어 저전력으로 구동하거나, 혹은 사람과 직접 상호작용하기 위해 새로운 메커니즘의 촉각센서가 필요함.

② 연구 내용
▷ All 3D printed mechanical oscillator 제작
: PDMS shell 및 Liquid metal core wire printing을 통한 솔레노이드 소자 제작
: 폴리머 기반의 전극, 자기장 반응성, 희생층 및 마찰전기 소재 잉크 개발
: 자기장에 반응하는 Cantilever 구조의 soft actuator 제작
▷ Spike signal generator feasibility 확인
: Magnetoactive actuator가 자기장에 의해 변형할 때, 마찰전기 물질에 압력이 가해져 전압 발생

③ 연구 성과 우수성
당초 연구계획서상 계획 성취도
□ 연구계획서 목표 및 계획
○ Micro-solenoid 제작
▷ Su-8 Photolithography 공정을 위한 패턴 마스크 디자인 설계
▷ PDMS와 ferromagnetic particle composite을 이용한 2D micro-solenoid 제작
○ Magnetoactive switching device 제작
▷ 자기장이 인가되면 변형하는 복합체 기반의 스위칭 소자 제작
○ Mechanical oscillator device 제작
▷ micro-solenoid 소자 및 magnetoactive switching device를 통합하여 작동시 스파이크 신호를 출력하는 소자 제작

□ 성취내용 및 성취도
○ Micro-solenoid 제작 (성취도 90%)
○ Magnetoactive switching device 제작 (성취도 80%)
○ Mechanical oscillator device 제작 (성취도)

④ 연구 향후 기대효과 및 차년도 계획
□ 연구 결과물의 향후 기대효과 및 차년도계획
○ 기대 효과
: 민감도를 중시하는 기존 센서 연구 방향에 새롭게 나아가야 할 비전을 제시함
: 기관 내부에서 마이크로 피라미드 패턴을 활용하여 인공 시냅스 소자 및 인간 somatosensory를 모사한 와이어리스 압력 센서를 개발함

○ 차년도 계획
: 3D-printed micro-solenoid 성능 최적화
: Mechanical oscillator 작동 주파수 최적화
: Spike signal generator 의 마찰전기 출력 전압 최적화
: 전류 제어 소자와 스위칭 소자 통합
: 압력에 따라 변하는 마찰 전압 신호의 최적화

□ 사회적/경제적 파급효과
○ 의수, 의족 등 기존 신체 기관을 대체할 수 있는 인공기관(Prosthesis)에 적용할 수 있으므로 헬스 케어 산업에 미칠 수 있는 영향력이 매우 큼.
○ 제조업이나 의료산업 등에 사용되는 로봇 팔과 손에 섬세한 촉각 정보를 부여함으로써 기능을 확장하고 적용 분야를 넓힐 수 있음.
○ 제작한 전자 피부를 의수, 의족 등 재활 의학 분야에 적용하는 것으로 선천적인 신체적 장애를 극복하거나 절단 사고를 겪은 환자를 위한 획기적인 치료법을 제시함.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 6
• 그림목차 ... 7
• 제1장 연구 과제 개요 ... 8
• 제1절 연구 목표 ... 8
• 1. 총 프로젝트 기간 연구 목표 ... 8
• 2. 2차년도 연구 목표 ... 8
• 제2절 해당 연도 추진내용 ... 10
• 1. 공정 방법 변경 ... 10
• 2. All 3D printed mechanical oscillator 제작 ... 10
• 3. Spike signal generator feasibility 확인 ... 14
• 제2장 연구 결과의 우수성 ... 15
• 제1절 해당 연도 연구 성과 ... 15
• 제3장 연구 향후 기대효과 ... 16
• 제1절 연구 결과물의 향후 기대효과 및 차년도 계획 ... 16
• 1. 향후 기대 효과 ... 16
• 2. 차년도 계획 ... 17
• 제2절 사회적 경제적 파급효과 ... 18
• 1. 산업적 관점 ... 18
• 2. 사회적 관점 ... 18
• 참고문헌 ... 20
• 약 어 표 ... 21
• 끝페이지 ... 23