본 360도 전방위 촉각 감지가 가능한 센서 기술은 손가락 전체에 걸쳐 다양한 방향에서 가해지는 압력을 정확하게 측정할 수 있는 능력에 초점을 맞추고 있음. 특히, 손가락 끝을 에어 챔버 형태로 설계하여 외부에서 가해지는 압력을 멤브레인 변형을 통해 감지하는 구조로 개발되었으며, 이는 접촉에 의한 내구성 저하를 현저히 개선하고 비용 및 성능 측면에서 기존의 6축 힘/토크 센서와 비교할 때 상당한 우위를 가지고 있음.
본 기술은 로봇과 인간이 자연스럽게 상호작용할 수 있는 새로운 가능성을 열어주고 있으며, 로봇의 사회 및 산업 전반에 걸친 보다 폭넓은 활용을 촉진할 것으로 기대되고 있음. 이러한 혁신적인 촉각센서 기술은 향후 로봇 손의 성능을 극대화하고, 다양한 산업 분야에서의 로봇 적용 가능성을 확장하는 데 중요한 역할을 할 것으로 전망됨.
- 본 기술은 국책과제로서 개발된 360도 전방위 촉각 감지가 가능한 로봇 손가락 기술을 국내 기업에 전수하여 로봇손에 적용되는 국내 압력센서 시장을 선도하고 새로운 시장을 창출하며 해외 압력센서 시장에의 진출 촉진을 목적으로 함
- 본 기술은 ‘자유형상 고집적 융복합센서를 위한 대면적 웨이퍼레벨 유연인장 하이브리드 센서 플랫폼 기술 개발 (수행기간: 2022.04 - 2028.12)’ 과제 결과물로서 산출된 ‘360도 전방위 촉각센서 기술’을 그 대상으로 함
- 본 기술이전의 주된 목적은 센서 기술을 통해 로봇 공학 분야에서의 혁신적인 발전을 촉진하는 것임. 이 기술은 로봇이 인간과 같이 민감하게 환경을 감지하고 더욱 정밀하고 복잡한 작업을 수행할 수 있게 함으로써, 로봇의 활용 범위를 대폭 확장하는 데 필수적임. 특히, 고도로 발전된 촉각 감지 기술은 산업 자동화, 의료, 재난 구조 및 일상생활에서의 로봇 사용을 포함하여 다양한 분야에서 큰 변화를 가져올 것으로 기대되고 있음
- 기존의 로봇 손가락용 촉각센서 대비 360도 전방위 압력 감지가 가능하여 다양한 방향에서 가해지는 압력을 정확하게 측정할 수 있음
- 에어 챔버 형태로 설계되어 외부에서 가해지는 압력을 멤브레인 변형을 통해 감지함으로써 접촉에 의한 내구성 저하를 현저히 개선함
- 기존의 6축 힘/토크 센서와 비교하여 비용 및 성능 측면에서 상당한 우위를 가짐
- 유연하고 다양한 형태의 적용이 가능하여, 로봇 손뿐만 아니라 웨어러블 기기, 스마트 홈 기기 등 다양한 기기에 적용할 수 있음
- 공기압 기반의 촉각 센싱 기술로 응용 분야별 높은 성능과 맞춤형 기능을 제공함
- 정전용량식 방식에 비해 반응속도가 빨라 외부의 압력에 대해서도 민감하게 반응함
A. 기술명: 로봇 손가락용 전방위 촉각센서 구조 설계 및 제작공정 기술
- 360도 전방위 촉각감지가 가능한 고내구성 로봇 손가락 제조공정 기술
- 다양한 전기적 센싱 메커니즘을 통한 압력 감지 기술
- 압력 센서의 기계적 설계 및 에어챔버 제작 기술
B. 기술명: 로봇 손가락용 공압식 촉각센서 측정 시스템 및 펌웨어 기술
- 공압식 압력센서의 측정 시스템 설계 및 제작 기술
- 전방위 촉각센서의 로봇 손가락 적용 및 구현 기술
- 로봇 손가락용 공압식 촉각센서의 시스템 펌웨어 구축 및 적용
A. 로봇 손가락용 전방위 촉각센서 구조 설계 및 제작공정 기술
(1) 특허: 360도 전방위 촉각감지 로봇 손가락 관련 국내 특허 통상실시권 1건
- 국내특허: 360도 전방위 촉각감지가 가능한 로봇 손가락 (출원번호: 2024-0046825)
(2) 기술문서 3건
- 360도 전방위 촉각감지가 가능한 고내구성 로봇 손가락의 제조 공정 (2430-2024-01069)
- 다양한 전기적 센싱 메커니즘을 통한 압력 감지 기술 (2430-2024-01071)
- 압력 센서의 기계적 설계 및 에어챔버 제작 기술 (2430-2024-01072)
B. 로봇 손가락용 공압식 촉각센서 측정 시스템 및 펌웨어 기술
(1) 특허: 360도 전방위 촉각감지 로봇 손가락 관련 국내 특허 통상실시권 1건
- 국내특허: 360도 전방위 촉각감지가 가능한 로봇 손가락 (출원번호: 2024-0046825)
(2) 기술문서 3건
- 공압식 압력센서의 측정 시스템 설계 및 제작 기술 (2430-2024-01070)
- 전방위 촉각센서의 로봇 손가락 적용 및 구현 기술 (2430-2024-01074)
- 로봇 손가락용 공압식 촉각센서의 시스템 펌웨어 구축 및 적용 (2430-2024-01075)
- 이 기술은 먼저 로봇 제조업체와의 협력을 통해 상업적 로봇 손 모델에 통합될 수 있으며, 이를 통해 로봇이 보다 정교한 작업을 수행하고, 사용자와의 상호작용을 자연스럽게 할 수 있도록 함. 또한, 웨어러블 기기 및 스마트 홈 기기 분야에도 응용될 수 있으며, 이를 통해 사용자의 경험을 향상시키고, 기기의 유용성을 증대시킬 수 있음. 고급 촉각 피드백 기능은 가상 현실 및 증강 현실 시스템에서도 크게 활용될 수 있어, 사용자가 가상 환경을 더욱 사실적으로 경험할 수 있게 하는 데 기여할 수 있음
- 기술이전을 통해 기대되는 성과는 다방면에 걸쳐 있음. 첫째, 기술 적용이 로봇의 기능성을 극대화하고, 인간과 유사한 촉각 반응을 가능하게 함으로써, 로봇이 보다 복잡하고 섬세한 작업을 수행할 수 있게 될 것임. 둘째, 이 기술은 산업 자동화 분야에서의 효율성을 향상시키고, 의료 분야에서는 보다 정밀한 수술이나 치료를 가능하게 하는 등 사회 전반에 긍정적인 영향을 미칠 것임. 셋째, 360도 촉각센서 기술의 확산은 관련 산업의 기술력을 향상시키고, 새로운 일자리 창출 및 경제적 이득을 가져올 것임. 마지막으로, 이 기술은 인간과 기계의 상호작용 방식을 재정의하고, 로봇이 일상 생활과 산업 환경에서 더욱 중요한 역할을 수행하게 될 것임