초록 ▼

연구개요
본 연구의 목적은 정전기력 기반으로 구동되는 전기유압 액츄에이터를 이용하여 모듈화된 형태의 소프트 로봇을 개발하고 이를 응용하는 것이다. 기존의 공압 또는 유압 액츄에이터는 외부 공급원 존재 때문에 후단부의 필요 사이즈가 커지는 단점을 가지나, 본 연구에서 제안된 액츄에이터의 경우 추가적인 공급원 없이 액츄에이터 자체에서 유압을 생성하여 오직 전원과 전기신호선만 연결하여 쉽게 사용이 가능하다. 또한, 제안된 전기유압 액츄에이터는 실제 액츄에이터의 성능 결과와 물리학에 근거한 이론의 비교분석을 통해 모델을 개선하고, 액

연구개요
본 연구의 목적은 정전기력 기반으로 구동되는 전기유압 액츄에이터를 이용하여 모듈화된 형태의 소프트 로봇을 개발하고 이를 응용하는 것이다. 기존의 공압 또는 유압 액츄에이터는 외부 공급원 존재 때문에 후단부의 필요 사이즈가 커지는 단점을 가지나, 본 연구에서 제안된 액츄에이터의 경우 추가적인 공급원 없이 액츄에이터 자체에서 유압을 생성하여 오직 전원과 전기신호선만 연결하여 쉽게 사용이 가능하다. 또한, 제안된 전기유압 액츄에이터는 실제 액츄에이터의 성능 결과와 물리학에 근거한 이론의 비교분석을 통해 모델을 개선하고, 액츄에이터 설계에서 중요한 파라미터를 발견하고, 다시 제작과정에 접목하여 선순환적인 성능을 개선하는 것을 목표로 한다. 최종적으로 전기유압 액츄에이터를 위한 임베디드 시스템을 개발하고 모듈화를 통해 독립적으로 동작할 수 있는 전기유압 액츄에이터기반의 로봇을 연구한다.

연구 목표대비 연구결과
본 연구는 전기유압 액츄에이터의 에너지 분석을 통한 이론적 모델을 제시하였다.
이론적 모델을 통해 액츄에이터의 성능 이론값을 계산하여 실험값과 비교함으로써 시스템의 유효성과 문제점을 분석하고 액츄에이터의 구조를 최적화할 수 있었다. 실험실 환경에서 벗어나 독립적 사용이 가능하도록 전기유압 액츄에이터 구동을 위한 임베디드 시스템도 함께 개발하였다. 또한, 전기유압 액츄에이터의 모듈화를 구현함으로써 소프트 로봇에 적용될 수 있는 새로운 구조를 다양하게 시도하였다. 전기유압 액츄에이터의 변위 증대를 위한 디자인을 제시 및 테스트하였고, 전기유압 액츄에이터의 구조 변화를 통해 굽힘과 비틀림이 동시에 일어나는 멀티모달 구동기를 개발 및 동작 시험을 수행하였다. 전기유압 액츄에이터기반 소프트 로봇 모듈을 개발하고 응용 연구를 진행하였다. 전기유압 액츄에이터를 활용하여 소프트 그리퍼를 구성 및 테스트하였고, 외부와의 유선으로 연결된 곳 없이 내장된 시스템과 소스만을 이용하여 애벌레와 유사하게 이동하는 소프트 로봇을 디자인하였다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
소프트 로봇 분야는 소프트 액츄에이터를 근간으로 연구를 진행하므로 소프트 액츄에이터에 대한 연구가 중요한 원천 기술이다. 본 연구에서의 전기유압 액츄에이터 기술은 액츄에이터 시장에서 외부 공급원 없이 유압 액츄에이터의 장점을 가지기 때문에 시장성이 있다고 판단된다. 전기유압 액츄에이터의 다양한 디자인에 대한 이론적 모델과 최적화 구조는 전기유압 방식의 물리적 이해 확장 및 새로운 액츄에이터에 대한 비전을 제시한다. 또한 멀티 구동 방식의 전기 유압 액츄에이터는 로봇 매니플레이터로 발전될 가능성을 제공하며, 이를 통해 물류 서비스, 스마트 팩토리, 일상생활 속 작업 서비스 등 다양한 분야에서의 활용을 기대할 수 있다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 18
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 25
• 끝페이지 ... 38