김남영 교수(전자공학과) 연구팀, 정밀의료용 생체모사 유전탄성체 소프트 로봇 개발에 성공

- JCR 3.9% Q1, IF: 19.4 과학전문지 Advanced Functional Materials Journal 게재 –

- 차세대 의료진단 소프트 로봇 기술 연구 개발 성공 –

(좌) 김은성 교수 (우) 김남영 교수

본교 전자공학과 김남영 교수가 이끄는 연구팀이 한양대학교 김은성 교수(광운대 전자공학과 박사 졸업) 및 중국 산뚱대학교 리양 교수 연구팀(광운대 전자공학과 박사 졸업)과 함께 “차세대 의료진단 소프트 로봇 기술 연구 기술” 개발에 성공했다.

본 연구는 개미의 협응 운동 메커니즘을 모사하여, 고성능 이동 및 작업 능력을 갖는 차세대 소프트 로봇 플랫폼을 구현한 연구이다. 연구진은 유전탄성체 최소에너지 구조 (DMES: Dielectric Elastomer Minimum Energy Structure) 기반 액추에이터에 불균일 이축 프리스트레칭 기술을 적용함으로써, 기존 소프트 로봇의 한계였던 낮은 변형량과 부족한 출력 문제를 개선하였다.

이를 통해 높은 초기 굽힘 각도와 향상된 차단력을 확보하여 빠른 이동성과 강한 파지 능력을 동시에 구현하였다. 특히 본 연구는 개미의 턱, 다리 및 등 근육의 협응 움직임을 생체 모사하여, 다양한 환경에서 유연하게 동작할 수 있는 모듈형 구조를 제안하였다. 로봇은 교체 가능한 래칫 휠과 그리퍼 모듈을 기반으로 설계되어, 단순 이동뿐 아니라 물체 파지, 하중 운반, 경사면 이동, 틈새 통과 등 복합적인 기능 수행이 가능하도록 구성되었다. 이러한 구조는 하나의 로봇 플랫폼이 상황에 따라 다양한 임무를 수행할 수 있도록 하는 재구성형 소프트 로봇 시스템이라는 점에서 중요한 의미를 가진다.

정밀의료 진단용 생체모사 유전탄성체 소프트 로봇 플랫폼 개념도

이번 연구는 교육부에서 지원하는 한국연구재단(NRF) 지원 연구 프로그램의 지원(RS-2018-NR031063), RS-2023-00302751, RS-2024-00343686))을 받았다. 연구결과는 국제 저명 논문지인 Advanced Functional Materials (IF=19.4) “An Ant-Inspired Dielectric Elastomer Soft Robot With Unequal Biaxial Pre-Stretching for Fast Locomotion and Versatile Applications” 제목으로 실렸다.

Web link: https://doi.org/10.1002/adfm.74880