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웨어러블 로봇

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

분야 : 전자~전기 개발상태 6 9

웨어러블 로봇

보유기관 및 연구자 : 중앙대학교 이기욱

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

주요기술구성: ▶ 본 기술은 로봇을 입었다는 느낌보다는 실제로 옷을 착용한 것 같은 느낌을 주는 웨어러블 로봇임
▶ 양쪽 허벅지 앞에 모션(IMU) 센서를 부착하여 사용자의 움직임(motion)을 인식해서 사용자가 현재 어떤 걸음걸이를 하고 있는지, 어떻게 움직이고 있는지 실시간으로 측정하여 파악하여, 사용자의 걸음걸이에 맞춰 와이어를 당겨줌으로써 사용자에게 보조력을 전달해줌
▶ 몸통 양쪽에는 배터리를 달아서 로봇을 구동하기 위해 필요한 에너지원을 공급함
▶ 뒷부부도 힘을 전달해주는 액추에이터 팩을 제외하고 나머지는 옷 제작 시 활용되는 다양한 직물로 구성되어 사용자는 가볍고 편안하고 자연스럽게 보조를 받을 수 있음

시장동향: ▶ 전 세계 웨어러블 로봇 시장은 2016년 8,940만 달러에서 2021년 4억 7,390억 달러로 연평균 39.6%의 성장을 할 것으로 분석됨
▶ IFR(International Federation of Robotics)의 World Robotics 2017에 따르면, 2016년 세계 로봇 전체시장 규모는 2015년 대비 13.2% 성장한 203억 5,900만 달러에 달함

특장점

기존 기술의 문제점: ▶ 종래 보행 웨어러블 로봇은 전체적인 프레임이 딱딱한 소재로 이루어져 있어 동작이 제한적이고 무게가 많이 나가며, 이로 인해 착용 및 동작에 있어서 불편함이 야기됨
▶ 의복형 소재와 와이어를 이용한 Soft Exosuit는 구동기의 크기가 커서 동작에 제한을 주며, 구동기, 웨의스트 벨트, 배터리팩이 각각 다른 파트로 제작되어 있어 착용에 오랜 시간이 걸린다는 문제점이 있음

기존 기술과의 차별성: ▶ 웨어러블 로봇 분야의 핵심 과제는 경량화이며, 본 기술의 웨어러블 로봇 수트는 배터리를 포함해 5kg 정도로 경량화를 실현함
▶ 사용자의 움직임 의도를 수트가 스스로 파악하여 빠르게 보조력을 제공할 수 있도록 실시간 의도인식 알고리즘을 개발하여 적용함
▶ 사용자가 걷고 달릴 때 몸의 움직임과 균형을 COM 데이터로 파악하여 모션에 맞는 보조력 패턴을 제공함
▶ 웨어러블 수트 개발 시 엉덩이 관절과 발목 관절을 동시에 보조해주는 형태의 Exosuit 개발에 깊이 참여하였으며, 의복형 웨어러블 수츠의 보조력 생성을 위한 새로운 포스 컨트롤러 개발 연구 수행경험 다수 적용됨