초록 ▼

□연구의 목적 및 내용
생체모사 근육형 구동기 개발을 위해서 다음과 같은 4개 주제의 연구를 수행함
1) 근육/근섬유를 모사하기 위하여 근육의 액토마이오신(Actomyosin) 구동 시스템을 규명하고 이에 기반한 인공근육 구동기 설계기술 및 연성재료(Soft Material)와의 결합을 통한 구현기술을 연구함
2) 인체 수준의 출력/변위를 낼 수 있는 인공근육 구동기용 Active 유연소재를 개발함. Non-ionic, ionic 전기활성고분자재료를 대상으로 소재의 합성과 이의 구동기 유닛구현을 위한 가공기술을 개발

□연구의 목적 및 내용
생체모사 근육형 구동기 개발을 위해서 다음과 같은 4개 주제의 연구를 수행함
1) 근육/근섬유를 모사하기 위하여 근육의 액토마이오신(Actomyosin) 구동 시스템을 규명하고 이에 기반한 인공근육 구동기 설계기술 및 연성재료(Soft Material)와의 결합을 통한 구현기술을 연구함
2) 인체 수준의 출력/변위를 낼 수 있는 인공근육 구동기용 Active 유연소재를 개발함. Non-ionic, ionic 전기활성고분자재료를 대상으로 소재의 합성과 이의 구동기 유닛구현을 위한 가공기술을 개발함
3) 관련 HW와 SW를 포함한 생체모사 인공 근육형 구동기를 개발함. 근육의 구동원리를 기반으로 새로운 구조의 생체모사 인공근육형 구동기를 설계/구현함. Non-ionic 과 ionic 전기활성고분자재료를 기반으로 근섬유형태의 구동기를 제안하고 이들이 다수 연결된 근육모사 구동기를 개발함. 변위/힘 센서를 탑재하고 변위/힘 제어 및 compliance 제어가 가능한 생체모사 근육형 구동기를 개발함
4) 생체 모사 근육형 구동기 통합 및 Bionic Arm구현: 개발된 생체모사 인공근육구동기의 시작품을 제작하고 피부센서를 포함한 구동기를 Bionic Arm에 통합하여 성능을 검증함

□연구개발성과
● 전문학술지 논문개재 및 학술대회 논문 발표
✔ 논문개재: 국외 46건 (SCI 45건)
✔ 학술대회 발표: 국외 41건(초청강연 7건), 국내 61건
● 지적재산권
✔ 국내출원 34건, 국외출원 3건, 국내등록 13건, 국외등록 1건
● 수상실적
✔ 3건
● 인력양성
✔ 박사 9명, 석사 21명

□연구개발성과의 활용계획(기대효과)
인간 근육의 생체모사를 통하여 기계적 작동 및 제어 가능한 인공 근육구동기 및 그 원천기술을 개발하여 Bionic arm 뿐만 아니라 다양한 형태의 밀리-메소 스케일의 소형 로봇의 발전에도 지대한 영향을 줄 수 있음. 인간의 생체원리에 대한 보다 근본적인 과학적 이해를 기반으로 기술간 융합을 통한 메카트로닉스 기술개발 선진화를 이루어 지능형 로봇산업 전체적으로 경쟁력을 강화하고 이로 인해 신산업 창출을 이룰 것으로 기대됨. 의학적 관점에서 벗어나 공학적 관점에서 재해석하여 노약자 및 장애인들의 사회 참여기회를 제공할 수 있는 기술을 확보하며, 이를 통해 삶의 질 향상 및 사회 비용 감소효과를 기대함

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 5
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 6
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 6
• 제2절연구개발의 목적 ... 6
• 제3절 연구개발의 중요성 ... 8
• 제2장 연구수행내용 및 성과 ... 10
• 제1절 생체모사 근육형 구동기 및 시스템 개발 ... 10
• 제2절 생체모사 근육형 구동기의 제어 기술 개발 ... 27
• 제3절 구동기 및 센서를 위한 Active 소재 개발 ... 33
• 제4절 통합 바이오닉암 시스템 개발 ... 39
• 제5절 actomyosin 시스템을 통한 근육형 구동기 개발 (1단계 위탁1) ... 48
• 제6절 움직임 인지 웨어러블 보조 장치 개발 (2단계 위탁1) ... 51
• 제3장 목표달성도 및 관련 분야 기여도 ... 57
• 제1절 목표 ... 57
• 제2절 목표달성여부 ... 57
• 제3절 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 63
• 제4장 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 64
• 제1절 활용 계획 및 타 연구에의 응용 분야 ... 64
• 제2절 기업화 추진방안 ... 65
• 끝페이지 ... 66