연구
< (왼쪽부터) 마난 칸 석사, 유지환 교수, 오일권 교수, 노재우 석사과정, 오세웅 박사, 백한결 박사과정 >
재난 및 화재의 상황은 사람이 직접 투입되기 어렵고 시야가 제한될 수 있는 극한 상황이며, 드론이 수집한 공간 데이터를 촉감형 인터페이스를 통해 입체적인 정보 그대로 전달하는 것은 매우 어렵다. KAIST 연구진이 원격 제어하는 드론이 수집한 공간 데이터를 촉각 피드백을 통해 직관적으로 조종자가 이해할 수 있도록 하는 웨어러블 햅틱 기술을 개발했다.
우리 대학 기계공학과 오일권 교수 연구팀이 형상기억합금 와이어를 직교 중첩 구조의 메타구조 패턴으로 매듭지은 독립적인 직교 방향 거동이 가능한 ‘직교 방향 제어 웨어러블 햅틱(이하 WHOA)’기술을 개발했다.
햅틱(Haptic)은 시·청각을 넘어 촉각을 이용해 정보를 전달하는 기술로, 스마트폰의 진동 알림처럼 피부로 감지할 수 있는 물리적 피드백을 제공한다.
이 기술의 핵심 소재인 형상기억합금은 특정 온도로 가열하면 변형된 상태에서 원래 형태로 돌아오는 특수 금속으로 촉각을 구현하는 작동기로 사용되었다. 연구팀은 가볍고 단순한 직교 메타구조로 3차원 공간정보를 촉각으로 재구성할 수 있는 기술을 개발해서 공간 인식 기반 햅틱 내비게이션의 새로운 영역을 개척했다.
< 3D 환경 내 공간 인지를 도와 가상 및 실제 환경에서 드론 제어를 돕는 방향 정보 햅틱 피드백 구현 >
연구팀이 개발한 이 기술은 시각 정보에 의존하지 않고도 주변 환경을 ‘느낄 수’ 있는 방식으로 재난, 화재, 극한환경에서 효과적인 모빌리티 제어를 가능하게 한다. 특히, 시각 정보가 제한되는 상황에서도 공간정보를 직접 감지할 수 있어, 기존 방식보다 안정적이고 효율적인 조작이 가능하다.
촉각 피드백은 좌, 우, 상, 하, 전진, 후진 같은 공간 이동뿐만 아니라 전방 장애물 감지 시 독특한 햅틱 패턴까지 전달하도록 설계됐다. 이 기술은 재난 구조와 긴급 구호 작업 같은 중요한 상황에서 작업 효율성과 안전성을 크게 끌어올릴 가능성을 보여준다.
이 기술은 서로 수직인 독립된 촉감 모드를 생성하며, 이를 통해 팔이나 발에 착용했을 때 사용자에게 입체 공간정보를 촉감으로 전달할 수 있다. 이는 내비게이션과 원격 조작을 보다 직관적으로 수행할 수 있도록 보조한다.
< 줄 가열로 수평, 수직 또는 모두 구동하는 직교 이방성 형상기억합금 옷감형 구동기에 대한 모식도 >
WHOA를 착용하면 가로, 세로 방향의 독립적인 촉각 모드 조합을 통해 사용자는 입체적인 공간정보 피드백을 받는다. 특히 이 기술은 신발 내부의 작은 공간에서도 동작하도록 설계되어 장시간 착용할 시 피로를 최소화하는 동시에 손이 자유로운 상태에서 직관적으로 다음 이동 방향을 파악할 수 있어 실용성이 뛰어나다.
연구팀은 WHOA를 적용한 드론 내비게이션 시스템을 가상현실(VR) 환경에서 실증했다. 화재 현장의 건물을 배경으로 한 시뮬레이션에서 WHOA를 착용한 사용자는 드론을 조종하며 위험 구역을 회피하고 구조 작업을 수행했다.
드론이 수집한 공간 데이터는 촉각 피드백으로 사용자에게 전달되며, 연기와 잔해로 시야가 제한된 환경에서도 직관적으로 상황을 파악하고 드론을 제어할 수 있도록 보조한다.
오일권 교수는 “이번 기술은 시각장애인이 촉감을 활용해 길을 안내받을 수 있는 새로운 형태의 내비게이션 기법”이며 "착용형 햅틱 인터페이스는 입체적 공간정보를 촉감으로 전달하여 재난, 화재 환경 또는 국방의 MUM-T(유무인 협력 전투체계)에서 드론이나 로봇의 원격제어에 활용될 수 있다"라고 말했다.
< 컴팩트하고 가벼운 설계의 WHOA 액추에이터를 발에 착용한 시각장애인이 공간 촉감 피드백을 받아 3D 방향감각 보조 >
오세웅 박사와 마난 칸(KHAN) 석사가 공동 제1 저자로 참여한 본 연구 성과는 첨단 소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)’에 지난 1월 8일 게재됐다.
(논문명: Wearable Haptics for Orthotropic Actuation Based on Perpendicularly Nested Auxetic SMA Knotting)
https://doi.org/10.1002/adma.202411353
한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원 사업으로 수행됐다.
< 드론의 공간적 움직임에 대응하는 WHOA의 영역별 구동을 통한 방향정보 대응 모식도 >
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연구 '나노 물방울 기술'로 초미세먼지 99.9% 제거하다
우리 대학 연구진이 ‘나노 물방울이 먼지를 붙잡는 기술’과 ‘스스로 물을 끌어올리는 나노 스펀지 구조’를 결합해, 필터 없이도 나노 물방울로 먼지를 제거하고 스스로 물을 공급하며 오랫동안 조용하고 안전하게 작동하는 새로운 물 기반 공기청정기 기술을 개발해 화제다. 우리 대학은 신소재공학과 김일두 교수와 기계공학과 이승섭 교수 공동연구팀이 필터 없이 초미세먼지를 빠르게 제거하고, 오존이 발생하지 않으며 초저전력으로 구동되는 새로운 물 정전 분무 기반 공기정화 장치를 개발했다고 8일 밝혔다. 연구팀은 이번 장치가 기존 공기청정기의 한계를 넘어 필터 교체가 필요 없고 오존도 발생하지 않으면서, 머리카락 굵기의 약 1/200에 불과한 PM0.3(지름 0.3㎛) 이하 크기의 극초미세먼지까지 단시간에 제거할 수 있음을 확인했다. 또한 장시간 사용해도 성능 저하가 없는 높은 안정성과 내구성도 동시에 입증했다. 이 장치는 이승섭 교수의 &lsqu
2025-12-08 -
연구 로봇 창업 붐 확산..휴보 창시자 계보 잇는 글로벌 도전
우리 대학은 최근 캠퍼스를 중심으로 다양한 로봇 창업 기업들이 투자 유치를 성공하며 ‘한국형 로봇의 산실’로 주목받고 있다고 16일 밝혔다. 기계공학과 오준호 교수가 창업한 레인보우로보틱스는 세계적 휴머노이드 기술력을 앞세워 상장에 성공하며 로봇 산업의 새로운 이정표를 세웠다. 이어서 기계공학과 공경철 교수가 창업한 재활·의료 로봇 전문기업 엔젤로보틱스도 상장에 성공, KAIST 출신 로봇 창업 기업의 성과가 가시화되고 있다. 뒤를 이어 푸른로보틱스(2021, 함현철, 기계공학과 석사 졸업), 위로보틱스(2021, 이연백, 기계공학과 석사 졸업), 라이온로보틱스(2023 기계공학과 황보제민 교수), 트라이앵글로보틱스(2023, 최진혁, 전산학부 박사과정), 유로보틱스(2024. 유병호, 전기및전자공학부 박사 졸업), 디든로보틱스(2024, 김준하, 기계공학과 박사 졸업) 등은 사족보행, 협동로봇, 웨어러블, 자율보행 등 다양한 기술 분야에서
2025-09-16 -
행사 기계공학과 공경철 교수, 올해의 KAIST인상 수상
우리 대학은 개교 54년을 맞이하여 ‘올해의 KAIST인상’ 수상자로 공경철 기계공학과 교수를 선정했다. ‘올해의 KAIST인상’은 탁월한 학술 및 연구 실적으로 국내외에서 KAIST의 발전을 위해 노력한 구성원에게 수여하는 상으로 지난 2001년에 처음 제정됐다. 24번째 수상자로 선정된 공경철 교수는 4년마다 신체 장애를 로봇 기술로 극복하는 국제대회인 ‘2024 사이배슬론(Cybathlon)’에서 2020년에 이어 2회 연속 금메달을 석권하며 KAIST 로봇기술의 위상을 전 세계에 알린 공로를 인정받았다. 공경철 교수팀이 개발한 ‘워크온 슈트(WalkON Suit) F1’은 하반신 완전마비 장애인에게 일상생활에서 실질적인 도움을 제공할 수 있는 웨어러블 로봇으로, 기술의 우수성과 사회적 가치를 모두 인정받아 국제대회에서 금메달뿐만 아니라 특별 심사위원상(Jury Award)까지 수상
2025-02-12 -
인물 가수 지드래곤 KAIST 교수 되다
우리 대학이 가수 지드래곤(본명 권지용) 씨를 기계공학과 초빙교수에 임명했다. 임명장 수여는 5일 오전스포츠컴플렉스에서 개최된 ‘이노베이트 코리아 2024’ 행사에서 진행됐다. 이번 임용은 우리 대학의 최신 과학기술을 K-콘텐츠와 문화산업에 접목해 한국 문화의 글로벌 경쟁력을 확대하고자 추진됐다. 권 씨의 소속사인 갤럭시코퍼레이션 관계자는 "이번 임용은 '엔터테크*' 연구개발을 통한 시장 혁신과 K-컬처의 글로벌 확산과 성장에 기여할 것으로 기대된다"라고 밝혔다.* 엔터테크: 엔터테인먼트(entertainment)와 테크놀로지(technology)의 합성어로, 엔터테인먼트의 핵심 가치인 지식재산권(IP) 및 콘텐츠에 ICT를 결합하여 새로운 부가가치를 창출하는 산업권지용 초빙교수는 학부생 및 대학원생을 대상으로 하는 리더십 특강으로 강단에 설 예정이다. 세계적인 아티스트로서의 경험과 삶을 공유해 우리 대학 구성원들이 세계를 바라보는 비전과 통찰, 각자
2024-06-05 -
인물 기계공학과, 『상상하는 공학 진화하는 인간』 출간
우리 대학 기계공학과가 『상상하는 공학, 진화하는 인간』을 이달 20일 출간했다. 공학도를 꿈꾸는 청년들과 최신 기술 동향에 관심 있는 일반인들에게 기계공학 분야의 최신 연구 내용을 쉽고 재미있게 전달하기 위해 출판된 책이다. 기계공학과 현직 교수진 27명이 각자의 전공 분야를 1년에 걸쳐 집필했으며, 기계공학의 다양한 세부 전공 분야의 기본 개념과 이를 토대로 발전한 첨단 기술, 그 기술들의 현대적 사용 예시가 흥미롭게 소개되어 있다. 1부 '세상을 바꾸는 공학'에서는 기계공학의 토대와 다양한 상상력이 만나 세상을 변화시키는 기술을 소개한다. 로봇과 모빌리티 기술, 친환경에너지, 첨단 생산 기술 등 공학이 변화시킨 우리 일상의 면모들이 담겨있다. 2부 '인간을 진화시키는 공학'에서는 공학을 바탕으로 인간의 능력을 확장하고 인간과 기계가 공존하는 세상을 꿈꾸는 연구를 소개한다. 의료기술, 인공장기, 뇌-기계연결기술 등의 분야다. 우리 대학 기계공학과는 &lsqu
2024-05-29