실생활에 도움을 주는 로봇기술 연구_로봇융합연구센터

글 : 로봇융합연구센터 이창혁 연구원 (융대원 박사과정)

융합기술원 C동 3층에 있는 로봇융합연구센터는 방영봉 센터장을 필두로 박재흥, 예성준, 이건우, 김성완, 안성훈 교수님과 대학원생들로 구성되어 있습니다. 로봇융합연구센터는 실생활에 도움을 주는 모든 로봇 및 관련기술들을 연구테마로 삼고 있으나, 특히 의료용 로봇, 재활/보조 로봇, 생체모사 로봇을 3개의 주된 연구분야로 삼고 있습니다.

현재 수행하고 있는 연구로는 이건우 교수님이 주축이 되어 행하는 ‘인공 슬관절(무릅관절) 치환술 시술 로봇’에 관한 연구가 있는데, 이는 기존 인공관절 수술 로봇이 뼈 절삭가공을 행할 때 정합(registration)에 걸리는 시간이 오래 걸리고, 뼈 고정을 위하여 뼈에 고정용 구멍들을 가공해야 하는 단점들을 해결할 수 있게 하는 것으로, 정합과 추종가공을 행하는 새로운 로봇 시스템을 개발하고 있습니다 (그림 1).

또한 예성준, 최영빈 교수님이 주축이 되어 ‘로보틱스 기술을 이용한 방사선 치료용 의료물질 이동방지 기술개발’을 행하고 있는데, 이는 방사선 방사물체를 체내에 삽입하여 치료를 하는 경우 (그림 2), 방사선 방사물체가 체내에서 이동하지 못하도록 고정하는 기술로서, 융합연구를 통한 실용화 가능성을 입증하고 있습니다.

그림 1. 비전 기반 무릎수술 로봇 시스템

그림 2. 방사선 물체 삽입에 의한 치료

그 외에 로봇융합연구센터에서는 노약자/장애인의 이동성을 보장하는 휠체어에 관한 연구들을 수행하고 있습니다. ‘계단을 오르는 휠체어’는 평지에서는 일반 전동 휠체어와 같이 구동바퀴로 주행을 하지만 계단을 통과할 때에는 변위센서로 계단을 인식하고 휠체어 내부에 장착된 관절형 다리를 이용하여 계단을 오르내리며, 기립 및 틸팅 기능을 수행할 수 있도록 되어 있습니다 (그림 3). 이와 함께 언덕길에서도 평지와 같이 큰 힘을 들이지 않고 이동할 수 있는 중력보상 휠체어 (그림 4), 수동휠체어에 장착하여 언덕을 올라갈 때는 전동으로 전환할 수 있게 하는 경량 착탈식 전동모듈(그림 5)에 관한 연구를 수행하고 있습니다.

그림 3. 계단을 오르는 휠체어

그림 4. 중력 보상 휠체어

그림 5. 전동 모듈을 장착한 휠체어

로봇융합연구센터에서는 로봇과 관련된 요소기술에 관한 연구도 수행하고 있습니다. (그림6)는 개발된 3종류 스마트 액추에이터의 시작품을 나타내고 있습니다. 로봇 관절 구동에 사용될 수 있는 고출력 스마트 액추에이터입니다. 출력단으로부터 엔코더 커버까지의 총길이는 각각 67 mm, 86.2 mm, 92.2 mm로, 크기가 작아서 휴머노이드 등 서비스 로봇의 관절에 사용되기에 적합할 뿐만 아니라 목표사양을 충분히 달성하고 있으며, 높은 제어정밀도 및 제어강성을 나타내고 있습니다. 또한, EV(Electric Vehicle) 등에 사용될 수 있는 새로운 변속시스템, 전력차단기 등을 구동하는 고성능 PMA(Permanent Magnetic Actuator)에 관한 연구도 수행하고 있습니다.
<자세히보기: http://aict.snu.ac.kr/kor/micro/?mode=05_02&centerIdx=8>

그림6. 고출력 스마트 액추에이터 시작품 (왼쪽부터 50 W, 100 W, 200 W 모델)

실생활에서의 필요성이 곧 연구의 목표가 되며, 이를 바탕으로 연구를 진행하고 결과를 얻는 것이 로봇융합연구센터의 전체적인 연구과정입니다. 이번에 소개드린 로봇융합연구센터는 앞으로도 사람들의 필요로부터 발생한 사회문제들 중 일부를 기술개발로 해결함으로써 삶의 질을 향상시키는 것에 앞장설 것으로 기대됩니다.