서울대학교 김진수 조교수, DGIST 송석호 조교수, 제주대학교 이성민 교수
‘제40회 제어·로봇·시스템학회 학술대회’ 셋째날인 27일 ‘우수신진연구자세션4’가 열렸다. 서울대학교 김진수 조교수, DGIST 송석호 조교수, 제주대학교 이성민 교수가 발표했다.
첫 번째로 서울대학교 공과대학 컴퓨터공학부 김진수 조교수는 ‘인간의 이동성을 향상시키고 회복시키기 위한 소프트 웨어러블 로봇’에 대해 발표했다.
김진수 교수는 “수십 년간 학계와 산업계는 다양한 사람들의 이동성을 향상시키기 위해 엑소스켈레톤(외골격 로봇)의 가능성을 탐구해왔다. 그러나 지난 10년간 가볍고 움직임을 방해하지 않는 엑소슈트로 연구의 초점이 전환되었다”고 밝혔다.
김 교수는 “단일 관절의 움직임을 보조하여 이동성을 효과적으로 향상시킨 연구 사례들이 보고되고 있다”며 “건강한 젊은 성인의 이동성을 향상시키고 파킨슨병 환자의 보행 장애를 완화한 소프트엑소슈트 연구 사례에 주목할 필요가 있다”고 말했다.
그는 “의료용으로 보행 장애가 있는 환자, 노화로 인해 보행이 불편하거나 알츠하이머 등 질병으로 보행에 장애를 느끼는 환자의 장애를 해결하는 로봇을 연구하고 있다”며 “초고령화 시대로 진입하면서 건강한 신체와 근력으로 활기찬 생활을 누렸던 고령층을 위한 웨어러블 로봇을 모티브로 생각하고 있다. 젊었을 때 신체 능력을 되찾을 수 있다는 점을 셀링 포인트(selling point)로 잡을 필요가 있어, 기능성 의복 형태의 로봇인 ‘소프트 엑소 슈트’를 연구 중이다”고 덧붙였다.
두 번째로 DGIST 기계공학 송석호 조교수는 ‘Design and Manufacturing of Multiscale Soft Machines with Seamless Functionalities’에 대해 발표했다.
송 조교수는 “소프트 로봇과 미세가공을 결합해 광범위하고 다양한 소프트 스트럭처를 개발하고 있다. 마이크로 퍼블리케이션을 하나의 툴로 사용해 이제까지 보지 못했던 애플리케이션과 기능을 구현하는 연구를 진행하고 있다”며 “이번 발표의 핵심은 물체를 잡는 로봇 그리퍼(robot gripper)에 도마뱀이 발로 물건을 접착하는 원리를 적용했다. 마이크로 나노 사이즈의 구조체를 미세가공으로 구현하고, 로봇 그리퍼로 응용해 다양한 물체를 잡을 수 있다. 반도체 공정 등 아주 작은 먼지조차도 허락할 수 없고 더러움을 전사시키지 않아야 할 제조 환경이나 애플리케이션 등에 응용할 수 있다”고 설명했다.
그는 “이번 발표의 또 다른 핵심은 신체 내부에 들어가는 임플란트의 적용이다. 소프트 로봇처럼 신체의 몸에 기어들어가는 디바이스를 개발 중이다”며 “개복수술이 아닌 최소침습에 쓰이는 소프트 로봇을 미세가공으로 더 작게 만들고, 기존의 임플란트와 결합시키는 연구를 진행 중이다”고 전했다. 이어 수술할 때 최소침습만으로 몸 안에서 펼쳐지는 임플란트 연구 결과를 소개하며 “소프트 로봇이 신체로 들어갔을 때 주변 조직이나 생명에 지장을 주지 않고 목표대로 움직이면서, 이 과정을 통해 회복될 수 있도록 하는 것이 중요하다”고 덧붙였다.
세 번째로 제주대학교 공과대학 기계시스템공학과 이성민 조교수는 ‘다자유도 스프리컬 모션 플랫폼의 메커니즘, 제어 및 인적 요소 분석 연구’에 대해 발표했다.
이 교수는 “최근 가상현실과 미래형 모빌리티에 대한 관심이 급증함에 따라, 실재감 향상을 위한 모션 제공 기술로서 모션 플랫폼에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다”며 “특히 기존의 모션 플랫폼과 달리, 구체형 모션 플랫폼은 회전 운동에 제약이 없어 탑승자에게 보다 생동감 있는 모션을 전달할 수 있는 장점이 있다”고 강조했다.
이어 “구체형 모션 플랫폼의 구동 메커니즘 원리와 이를 효과적으로 제어하기 위한 제어 알고리즘 및 관련 응용 연구를 수행했다”며 “모션 플랫폼의 주요 문제 중 하나인 멀미 현상을 완화하기 위한 제어 전략과 실제 탑승 실험을 통한 인적 요소 분석 결과를 바탕으로 제안한 제어기가 우수성을 보였다”고 주장했다.
또한 “예측기반 제어 연구를 많이 하고 있다. 어떻게 하면 미래를 잘 예측할 수 있을지에 대해 연구하고 있다. 모션 플랫폼 등을 통해 사람이 가상현실을 실제와 같이 느끼게 하는 것이 연구 목표”라며 “기존에 리니어 모션(linear motion)만 구현되었던 로봇산업 분야에서 플레이 시뮬레이터(play simulator), 햅틱 디바이스(haptic device), 3D프린팅 등을 제어해 더 다양한 형상을 제작하기 위해 이 매커니즘을 적용할 수 있을 것”이라고 제안했다.