초록 ▼

□ 연구개요
- 본 연구과제는 다양한 지능재료 및 지능구조를 적층제조 기반 공정으로 제작하여 다자유도 구동이 가능한 지능형 관절 구동기 및 다자유도 모션 측정이 가능한 지능형 센서 제작 기술을 구현하고, 이를 지능형 관절 로봇에 적용하고자 함
- 또한 적층제조 방식으로 제작된 대면적 전자피부를 지능형 관절 로봇의 외피에 적용하여 외피를 통하여 로봇 외부로부터 가해지는 압력, 진동 등을 측정 가능하게 함으로써 로봇의 제어에 활용하고자 함
- 이를 통하여 소프트 로보틱스, 지능형 구동기 및 센서 관련 소재, 부품 및 공

□ 연구개요
- 본 연구과제는 다양한 지능재료 및 지능구조를 적층제조 기반 공정으로 제작하여 다자유도 구동이 가능한 지능형 관절 구동기 및 다자유도 모션 측정이 가능한 지능형 센서 제작 기술을 구현하고, 이를 지능형 관절 로봇에 적용하고자 함
- 또한 적층제조 방식으로 제작된 대면적 전자피부를 지능형 관절 로봇의 외피에 적용하여 외피를 통하여 로봇 외부로부터 가해지는 압력, 진동 등을 측정 가능하게 함으로써 로봇의 제어에 활용하고자 함
- 이를 통하여 소프트 로보틱스, 지능형 구동기 및 센서 관련 소재, 부품 및 공정에 대한 기초연구의 수행과 원천 기술 확보를 목표로 함

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 적층제조 기반 다자유도 지능구조 및 지능형 관절 구동기 제작, 성능 평가 및 공정/성능 최적화
- 형상기억합금-유리섬유 직물 기반 다자유도 구동기 개발(설계, 제작 및 성능 평가)
- Twisted SMA 와이어 기반 회전형 모핑 구동기 개발(개발(설계, 제작 및 성능 평가)

2) 다자유도 지능구조의 피드백 제어를 위한 적층제조 기반 다기능 센서 및 전자피부 제작, 성능 평가 및 공정/성능 최적화
- 전도성 나노입자의 레이저 소결을 이용한 변형률 센서 개발 및 착용형 모션 센서에의 응용
- 나노입자집속 프린터를 이용한 다자유도 변형률 측정이 가능한 늘어날 수 있는(stretchable) RFID 센서 개발
- 나노입자집속 프린터를 이용한 진동 측정 센서 개발 및 밀링 프로세스의 모니터링에의 응용
- 단섬유 강화 소프트 복합재 설계, 제작 및 물성 평가

3) 다자유도 지능형 관절 구동기와 센서 및 전자피부를 통합한 지능형 관절 로봇 시제품 제작
- 전도성 나노입자 레이저 소결을 이용한 착용형 모션 센서 개발
- 다자유도 굽힘 구동기 및 이를 이용한 소프트 그리퍼 개발
- Twisted SMA 와이어 기반 회전형 모핑 구동기를 이용한 소프트 가변익 개발

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
- 오늘날 다양한 응용 분야에서 구동기와 센서를 활용한 로봇, 자동화 공정, 모빌리티 시스템의 제어 및 자동화의 중요성이 강조되고 있으며, 본 연구개발과제를 통해 개발한 다양한 센서와 구동기 및 이들의 제조 공정 관련 원천 기술은 관련 연구 분야에 다양한 형태로 응용 및 활용이 가능하며 관련 산업에 큰 피급 효과를 기대할 수 있음
- 센서, 구동기, 소재, 공정 등과 관련된 요소 기술은 차세대 센서, 구동기, 로보틱스, 모빌리티 및 유사 관련 기술 개발에 있어 기초 연구자료로 가치가 있음
- 본 연구과제를 통해 획득한 다양한 다자유도 지능구조 및 지능형 관절 구동기의 구동 메커니즘, 설계 및 공정 관련 연구 결과를 활용하여, 보다 복잡하고 다양한 모션의 구현이 가능한 구동기 개발을 위한 후속 연구를 수행 예정이며, 구동기의 동특성 개선, 소형화, 반복성 및 신뢰도 개선 등 또한 후속 연구로 꾸준히 수행할 예정임
- 센서/구동기 등 다양한 기능성 소자의 제조 공정 및 관련 요소 기술은 미래 가치 창출을 위한 핵심 기술 분야 중 하나이며, 본 연구과제를 통해 개발된 공정, 시제품 및 원천기술을 활용하여 착용형 센서, 무선 제어 기술 등의 후속 연구에 적극 응용 및 활용 예정임

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구 목표 및 내용 ... 4
• 1-2. 연구의 필요성 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 적층제조 기반 다자유도 지능구조 및 지능형 관절 구동기 제작, 성능 평가 및 공정/성능 최적화 ... 6
• 2) 다자유도 지능구조의 피드백 제어를 위한 적층제조 기반 다기능 센서 및 전자피부 제작, 성능 평가 및 공정/성능 최적화 ... 10
• 3) 다자유도 지능형 관절 구동기와 센서 및 전자피부를 통합한 지능형 관절 로봇 시제품 제작 ... 15
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 17
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 17
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 18
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 18
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 19
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 19
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 20
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 24
• 끝페이지 ... 36