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공경철 교수팀, 사이배슬론 2020 국제대회 1·3위 석권
우리 대학 기계공학과 공경철 교수가 이끄는 팀 엔젤로보틱스가 지난 13일 우리 대학 본원 캠퍼스에서 열린 사이배슬론(Cybathlon) 2020 국제대회에서 압도적인 기량을 선보이며 금메달과 동메달을 석권했다.
착용형 외골격 로봇 종목에 출전한 김병욱 선수(47세, 남)는 ▴소파에서 일어나 컵 쌓기 ▴장애물 지그재그 통과하기 ▴험지 걷기 ▴계단 오르내리기 ▴옆 경사로 통과 ▴경사로 및 문 통과하기 등 6개의 임무를 3분 47초 만에 완벽하게 수행하며 금메달을 차지했다.
함께 출전한 이주현 선수(20세, 여) 역시 모든 임무를 성공적으로 수행하는데 5분 51초를 기록해 동메달의 주인공이 됐다. 은메달은 6개의 미션을 4분 40초 동안 수행한 스위스 팀이 차지했다.
다른 출전팀과 비교해 월등한 기술력과 선수들의 로봇 운용 능력을 선보인 공 교수팀은 2016년 열린 1회 대회에서 김병욱 선수가 동메달을 획득한 이후 4년 만에 세계 최정상의 자리에 올랐다.
김병욱 선수는 "4년 전 동메달의 아쉬움을 이번 대회 금메달로 깨끗하게 풀어냈다ˮ고 말했다. 이어, "공경철 교수님과 여러 연구진이 있었기에 오늘의 결과가 가능했다ˮ고 감사의 인사를 전했다.
이어, 이주현 선수는 "순위권에 들 수 있을까 걱정을 많이 했는데 동메달을 따게 되어 기쁘다ˮ며, "이번 대회에 참가하는 동안 보고 배운 연구진의 열정을 마음에 교훈으로 간직하고 앞으로 살아갈 것ˮ이라고 대회를 마무리한 소감을 밝혔다.
이번 대회에서 선수들이 착용한 워크온슈트4는 KAIST 공경철 교수의 연구팀을 중심으로 (주)엔젤로보틱스, 세브란스 재활병원, 영남대학교, (주)에스톡스, 재활공학연구소 등이 협업하고 산업기술평가관리원(산업통상자원부)을 비롯한 여러 기관의 지원을 바탕으로 개발됐다.
로봇 기술을 각 선수의 신체 특성 및 보행 패턴에 최적화시켜 적용하기 위해 올해 2월 대표 선수 선발 이후 9개월간 최정수 영남대학교 로봇기계공학과 교수와 우한승 KAIST 기계공학과 박사 후 연구원의 감독 아래 훈련을 진행했다.
이전 모델과 비교해 연속 보행 속도를 8배 이상 높이고 착용자가 느끼는 무게감을 현저히 낮추는 등 4년간의 연구를 통해 향상시킨 워크온슈트4의 기술력은 공 교수팀이 이룬 이번 쾌거의 바탕이 됐다.
공경철 교수는 "금메달과 동메달을 동시에 석권한 것은 하반신 마비 장애인 선수들의 노력과 더불어 워크온슈트4에 적용된 로봇 기술의 우수성을 증명하는 것ˮ이라고 소감을 밝혔다. 이어, "아이언맨이 실제로 개발된다면 대한민국에서 가장 먼저 완성될 것ˮ이라고 자신감을 드러냈다.
실제로 공 교수팀은 국제대회 참가용 수트 개발과 동시에 (주)엔젤로보틱스를 창업해 착용형 로봇의 상용화에 앞장서고 있다. 최근 하지 부분 마비 환자를 위한 보행 재활 훈련 로봇의 의료기기 인증을 마무리하고 세브란스 재활병원 등 실제 치료 현장에 보급하는 단계에 이르렀다.
한편, 총 20개국 53개 팀이 참여한 사이배슬론 2020 국제 대회는 코로나19의 확산으로 출전 선수들이 속한 전 세계 33개 지역에 경기장을 짓고 다원 중계를 하는 방식으로 진행되었다. 공 교수팀이 출전한 착용형 외골격 로봇 종목에는 8개국 소속 12명의 선수가 기량을 겨뤘다.
2020.11.16
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액정화면 깨뜨리지 않고 부드럽게 터치하는 인공손가락 개발
우리 대학 연구진이 액정 같이 깨어지기 쉬운 화면을 부드럽게 터치해 다양한 작업을 할 수 있는 인공손가락을 선보였다.
기계공학과 오일권 교수 연구팀이 스마트폰이나 햅틱 반응형 디스플레이를 정교하게 터치할 수 있는 소프트 터치 액츄에이터 기술을 개발했다고 밝혔다.
연구팀은 부드럽고 얇은 박막형의 소프트 터치 *액츄에이터를 원격으로 조정, 스마트폰 화면 위에서 전자피아노 연주하기, 전자책 넘기기, 화면스크롤하기 등을 시연해냈다.
※ 액츄에이터 : 전기적 신호를 기계적 운동으로 변환하는 장치
일종의 디지털 촉각인 ‘햅틱’을 구현, 사람 또는 전자디바이스와 섬세한 피드백을 주고받는 한편 가상현실이나 증강현실을 보다 실감나게 하려는 연구가 활발하다.
주로 부드러운 인공근육 기반 소프트 액츄에이터에 대한 연구가 많이 이뤄지고 있지만, 낮은 전압에서는 반응속도가 너무 느려 터치형 액츄에이터로 활용하기에 어려움이 있었다.
인체에 나쁜 영향을 주거나 디바이스의 오작동을 유발하지 않으면서 터치 피드백을 주고받기 위해서는 저전압 구동이 전제되어야 하기 때문이다.
이에 연구팀은 저전압에서도 빠르게 반응할 수 있는 높은 효율의 소프트 액츄에이터를 위한 새로운 소재를 물색하였다.
유연성을 위해 금속을 배제한 공유결합으로 된 다공성 고리화합물(*트라이어진 고리)을 합성하고 널리 쓰이는 전도성 고분자(PE DOT-PSS)를 결합했다.
※ 트라이어진 고리(Covalent Triazine Framework, CTF) : 다공성 내인성 미세조도(PIM-1) 고분자로 이루어진 물질
실제 이 소재의 액츄에이터로 만든 인공손가락은 낮은 전압(±0.5V)으로도 빠르게 큰 변형을 만들 수 있어 부드러운 터치반응을 유도할 수 있었다.
핵심은 다공성 탄소구조체로 인해 비표면적을 극대화한 것이다. 비표적을 넓혀 표면전하량을 늘리는 한편 작동속도와 반응성도 높일 수 있었다. 실제 0.5V에서 17mm 정도 구부러지는 변형을 확인했다.
개발된 소프트 터치 액츄에이터를 배열형태로 확장하여 스마트폰 전자피아노 어플리케이션 위에서 연속적 터치를 통해서‘Happy Birthday’를 연주하였으며 전자책넘기기와 화면스크롤 기능 등을 구현했다.
과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구사업(창의연구)의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 10월 23일 게재됐다.
2020.11.05
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공경철 교수팀, 13일 사이배슬론 2020 국제대회 참가
우리대학 기계공학과 공경철 교수 연구팀이 13일 오후 3시 대전 본원에서 열리는 사이배슬론(cybathlon) 2020 국제대회에 참가한다.
사이배슬론은 신체 일부가 불편한 장애인들이 로봇과 같은 생체 공학 보조 장치를 착용하고 겨루는 국제대회다. 지난 2016년 첫 대회가 개최된 후 올해 5월 스위스에서 2회 대회가 열릴 예정이었으나, 코로나19 팬데믹으로 인해 대회 일정이 9월에서 11월로 두 차례 변경되는 등 난항을 겪었다. 게다가, 최근 유럽 지역에 코로나19가 재확산 되어 영국과 프랑스, 독일 등 유럽 각국이 봉쇄령을 잇따라 발표하는 등 상황이 악화돼 대회 주최 측은 출전팀이 속한 각 국에 개별 경기장을 설치해 분산 개최하는 방식으로 대회 규정을 변경했다.
공 교수팀은 6개 장애물을 포함해 국제 규격에 맞춰 제작된 경기장을 KAIST 대전 본원에 설치하고 착용형(웨어러블) 로봇 종목에 출전한다. 주최 측은 각 경기 현장마다 심판을 파견해 분산 개최되는 대회의 공정성을 확보할 예정이다. 또한, 현장 기록 및 결과 공유를 위해 실시간 영상 전송 플랫폼을 도입하는 등 온라인으로 진행되는 대회에서 발생할 수 있는 각종 문제를 최소화하는 방안들을 마련했다.
6개의 종목으로 구성된 사이배슬론 2020 국제대회에는 25개국 소속의 60여 개 팀이 참여하며, 공 교수팀이 출전하는 착용형 로봇 종목에는 미국·스위스 등 8개 국을 대표해 출전한 12명의 선수가 진검승부를 펼친다.
착용형 로봇 종목은 하반신이 완전 마비된 장애인 선수가 두 다리를 감싸는 외골격형 로봇을 입은 상태로 평지 및 험지 걷기·앉았다 일어서기·계단 오르내리기·계단 및 측면 경사로 보행 등 6개의 장애물을 통과해 부여된 임무를 완수하는 경기다. 임무 완수의 정확도에 따라 점수가 주어지는데 10분 안에 얻은 점수를 합산해 선수의 최종 성적으로 기록한다. 총점이 같을 경우 짧은 시간 안에 경기를 완료한 선수가 우위에 오른다. 대회 당일에는 출전 선수 별로 총 3번의 도전 기회가 주어지며 이 중 가장 좋은 성적을 기준으로 상대 선수들과 경쟁하게 된다.
공 교수팀은 지난 2월 김병욱(47, 남)·이주현 (20, 여) 씨를 대표 선수로 선발해 최정수 교수(영남대학교 로봇기계학과)와 우한승 박사(KAIST 기계공학과 연구원)의 감독 아래 9개월 간 훈련을 진행해왔다. 현재, 두 선수 모두 6개의 장애물을 어려움 없이 통과해 임무를 완수하는 수준에 이르렀으며, 계단 위에서 중심을 잃는 등의 극한 상황을 가정해 이를 극복하는 훈련을 진행 중이다.
주최 측은 한국 시간으로 14일 오후 11시(스위스 시간 오후 3시)에 최종 순위 발표 및 메달 수여식을 진행하고 출전 팀 경기 영상을 사이배슬론 홈페이지(www.cybathlon.com)에 공개한다.
공 교수팀이 출전하는 착용형 외골격로봇 종목은 ▴뇌-기계 인터페이스 ▴전기자극 자전거 ▴로봇의수 ▴로봇의족 ▴전동 휠체어 등으로 구성된 사이배슬론의 여러 종목 중에서도 가장 큰 관심을 받는 분야다. 휠체어나 자전거 등 안정적인 보조 수단을 사용하는 다른 경기와는 달리 선수가 로봇을 착용하고 직접 보행해야하는 특성 때문이다. 약간의 기술적 오류만으로도 하반신이 마비된 선수가 넘어져 크게 다치는 위험 요소가 존재해 기술 난이도가 매우 높으며, 실존하는 가장 첨단의 착용형 로봇 기술이 총 집결돼 현실판 아이언맨 대회로도 불린다.
한편, 공 교수팀은 지난 1회 대회에서 동메달을 획득하는 등 착용형 로봇 분야에서 세계 최고로 손꼽히는 전문 연구팀으로 인정받고 있다. 이번 대회를 준비하기 위해 엔젤로보틱스, 세브란스 재활병원, 영남대학교, 재활공학연구소 등 각계 최고의 연구팀과 협력해 워크온슈트4를 개발했다.
연구 책임을 맡은 공경철 KAIST 기계공학과 교수는 "각국 연구팀들이 선의의 경쟁을 펼치며 장애를 극복하기 위한 기술을 개발하는 것이 대회의 본질인 만큼 코로나19에도 불구하고 대회가 개최되어 지난 4년간 발전시킨 기술을 공개하고 서로 배울 기회가 주어져 다행ˮ이라고 전했다. 공 교수는 이어 "그러나 대회의 성적은 기록으로 남기 때문에 좋은 결과를 얻기 위한 준비도 소홀히 하지 않았다ˮ고 강조했다.
지난 1회 대회에 이어 두 번째로 대회에 출전하는 김병욱 씨는 "국산 착용형 로봇 기술이 전 세계와 비교해 얼마나 우수한지 증명하는 좋은 기회가 될 것ˮ이라는 포부를 밝혔다.
또한, 이번 대회에 첫 출전하는 이주현 씨는 "이제는 남은 것은 자신과의 경쟁ˮ이라며, "장애를 로봇 기술로 이겨내는 장면을 통해 코로나19로 지친 전 국민들에게 희망을 전하고 싶다고ˮ고 각오를 드러냈다.
2020.11.04
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공경철 교수, 사이배슬론 2020 출정식 개최
〈 장애인을 위한 보행보조로봇 '워크온슈트' 착용 시연 영상 〉
우리 대학 기계공학과 공경철 교수 팀이 일명 사이보그 올림픽이라 불리는 ‘사이배슬론 2020 국제대회’에 도전하기 위한 출정식을 24일 열었다.
사이배슬론(Cybathlon)은 신체 일부가 불편한 장애인들이 로봇과 같은 생체 공학 보조 장치를 착용하고 겨루는 국제대회로 4년에 한 번씩 개최된다.
〈 기계공학과 공경철 교수팀 사이배슬론 2020 출정식 단체 사진 〉
2016년 열린 1회 대회에서 착용형 외골격로봇(웨어러블 로봇) 종목 3위에 오른 공경철 교수 팀은 내년 5월 스위스에서 열리는 2회 대회에 연속으로 출전해 세계 1위에 도전한다.
공 교수 팀이 개발한 ‘워크온슈트’는 하반신 완전마비 장애인을 위해 개발된 보행보조 로봇으로 사람의 다리 근육 구조를 모방해 설계됐다. 지난 대회에서는 로봇을 착용한 선수가 앉고 서기, 지그재그 걷기, 경사로를 걸어 올라 닫힌 문을 열고 통과해 내려오기, 징검다리 걷기, 측면 경사로 걷기, 계단 오르내리기 등 총 6개의 코스 중 5개를 252초의 기록으로 통과했다.
2회 대회는 그동안 발전한 기술 수준을 반영해 코스의 난이도가 높아졌다. 공 교수는 이를 위해 대형 컨소시엄을 구성해 하지마비 장애인이 사용할 외골격로봇 개발과 대회 준비에 나섰다.
공경철 교수와 나동욱 교수(세브란스 재활병원)가 공동으로 창업한 ㈜엔젤로보틱스가 로봇기술을 담당하고 사람의 신체와 맞닿는 부분에 적용될 기술은 재활공학연구소가 개발한다. 완성된 로봇을 선수에게 적용하는 임상 훈련은 세브란스 재활병원이 맡았다. 이 외에도 영남대학교·국립교통재활병원·선문대학교·한국산업기술시험원·에스톡스 등이 참여한다.
내년 대회를 겨냥해 새롭게 제작되는 ‘워크온슈트4.0’은 완벽한 개인 맞춤형으로 양팔을 자유롭게 사용할 수 있는 형태로 만들어진다. 대회에서는 보조 도구 없이 제자리에 선 채 물컵을 정리하는 미션 수행에 활용될 예정이며, 로봇의 사용성을 향상시켜 목발을 항상 짚어야 하는 장애인들의 불편함을 일부 해소하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
컨소시엄의 총괄책임자인 공경철 교수는 “각 분야에서는 이미 세계 최고의 기술들이다. 이들을 잘 모으기만 해도 세계 최고의 로봇이 탄생할 것이다.”라며 자신감을 내비쳤다.
〈사이배슬론 선수 김병욱(45세) 씨가 하반신 완전마비 장애인을 위해 개발된 보행보조로봇 워크온슈트를 착용하고 시연을 보이고 있다. 〉
이날 열린 출정식에는 지난 대회에 출전했던 김병욱(45세) 선수가 ‘워크온슈트’를 착용하고 시연을 선보였다. 김 씨는 98년 뺑소니 사고로 하반신 전체가 마비되는 장애를 얻어 20년 가까이 휠체어에 의지해 생활해왔다. 지난 2015년 말 연세대 세브란스병원 재활의료진의 소개로 공경철 교수 연구팀에 합류한 뒤 약 5개월간에 걸친 훈련 끝에 로봇을 입고 두 다리로 걸어 국제대회 3위에 입상하는 쾌거를 이뤘다.
김병욱 씨는 “로봇을 입고 두 다리로 처음 섰던 날 다시 태어나는 기분이었다. 그날 밤 잠자리에 누웠을 때 아내 몰래 눈물을 흘렸다”고 회상했다.
지난 2016년 대회에서는 김 씨가 공 교수 연구팀의 유일한 선수였지만 오는 2020년 대회는 세브란스 재활병원·재활공학연구소·국립교통재활병원에서 각각 선발한 총 7명의 선수 후보가 준비한다. 모든 선수에게 개인 맞춤형으로 제작된 워크온슈트4.0을 지급해 보행 훈련을 진행한 뒤, 올해 11월에 대회에 출전할 선수 1명과 보궐 선수 1명을 최종 선발할 예정이다.
김병욱 씨는 “내부 경쟁이 생겨서 부담이 많이 커졌지만 여러 사람과 이 로봇의 혜택을 공유할 수 있어서 좋다. 여러 사용자의 목소리가 모아지면 로봇도 그만큼 더 좋아질 것”이라며 기대감을 밝혔다.
내년 대회를 준비하기 위한 로봇은 산업통상자원부의 지원을 받아 제작된다. 로봇 기술에 대한 연구개발자들의 관심은 물론이고 정부기관· 병원·일반 대중의 관심도 매우 커졌다는 것이 공 교수의 평이다.
출정식에 참여한 정양호 한국산업기술평가관리원장은 격려사를 통해 “장애인을 위한 로봇기술 개발은 정부가 적극적으로 지원해야 할 분야이며, 사이배슬론 대회 출전뿐만 아니라 로봇을 상용화하는 단계까지 지원할 계획이다.”라고 밝혔다.
〈 신성철 총장이 24일 대전 KAIST 기계공학동에서 열린 2020 사이배슬론 출정식에서 환영사를 하고 있다 〉
또한, 신성철 KAIST 총장은 “사람을 위한 로봇기술은 KAIST가 추구하는 핵심 가치인 도전·창의·배려를 가장 잘 표현하는 기술이며 앞으로도 KAIST는 약자를 위한 기술 개발에 전폭적인 투자를 아끼지 않겠다”며 사회적으로 책임 있는 혁신을 선도하겠다고 강조했다.
이날 출정식에는 김병욱 씨를 포함해 정우진(52세), 조영석(52세), 이종률(48세), 김상헌(36세), 김승환(32세), 이주현(18세) 씨 등 총 7명의 선수 후보와 가족, 40여 명의 연구팀이 참여해 내년 5월까지 계속될 긴 여정의 출발을 함께하며 결의를 다졌다.
신성철 KAIST 총장, 이상민 더불어민주당 국회의원, 정양호 한국산업기술평가관리원장, 김덕용 세브란스 재활병원장 등도 참여해 새롭게 시작하는 출정팀을 응원하고 격려했다.
사이배슬론은 장애를 극복하기 위해 개발된 로봇기술들을 한 자리에 모아놓고 선의의 경쟁을 펼치는 자리로, 단순한 대회를 넘어서 연구개발자들이 도전해야 할 가치와 목표를 제시한다는 점에서 순위 경쟁 이상의 의미를 인정받고 있다.
〈 기계공학과 공경철 교수와 사이배슬론 2020 선수 후보 김병욱 씨 〉
공경철 교수는 “대회에서 제시하는 미션들은 장애인들이 일상생활에서 가장 필요로 하는 동작들로 구성되어 있기 때문에 대회 코스만 충실히 따라가도 실제 장애인 사용자들을 위한 기술다운 기술을 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 공 교수는 이어 “순위에 얽매이지 않고 우리가 가진 기술력을 있는 그대로 전 세계 사람들에게 보여주겠다”며 굳은 포부를 밝혔다.
◎ 사이배슬론 소개
1. 사이배스론의 어원 · 인조인간을 뜻하는 사이보그(cyborg)와 경기를 의미하는 라틴어 애슬론(athlon)의 합성어
2. 사이배슬론의 정의 · 신체 일부가 불편한 장애인들이 로봇과 같은 생체 공학 보조장치를 착용하고 겨루는 경기. 장애를 극복하기 위해 개발된 로봇기술들을 한 자리에 모아놓고 선의의 경쟁을 펼치는 것에 의의를 둔다.
3. 대회 연혁
· 2016년 10월 1회 대회 개최(스위스) · 2020년 5월 2회 대회 개최 예정(스위스)
4. 대회 장소 · 스위스 아레나 경기장(클로텐(Kloten)시 소재)
5. 대회 종목
1) 뇌-기계 인터페이스
: 사지마비 장애인이 생각만으로 컴퓨터 속 아바타를 조종하는 경기
2) 전기자극 자전거
: 완전마비 장애인의 다리에 전기 자극을 주어 실행하는 자전거 경기
3) 로봇의수(바이오닉 암)
: 절단 장애인이 의수를 작용하고 일상생활의 동작을 수행하는 경기
4) 로봇의족(바이오닐 레그)
: 절단 장애인이 의족을 착용하고 도전적인 장애물을 통과하는 경기
5) 착용형 외골격로봇(웨어러블 로봇)
: 완전마비 장애인이 로봇을 착용하고 도전적인 장애물을 통과하는 경기
6) 전동 휠체어 : 완전마비 장애인이 휠체어를 타고 계단 등 장애물을 통과하는 경기
6. 착용형 외골격로봇(웨어러블 로봇) 경기 방식
· 예선: 서면 심사를 통과한 16개 팀이 6개 코스 수행(2020. 05. 02. 예정) · 결선: 예선 통과한 4개 팀이 6개 코스 수행(2020. 05. 03. 예정)
7. 착용형 외골격로봇(웨어러블 로봇) 평가 방식
· 총 6개의 코스 별로 부여된 미션 점수 합산
· 10분 이내에 획득한 점수로 순위 평가 · 총점이 같을 경우 미션 수행 시간이 짧은 팀이 우위에 오르는 방식
8. 각국 대회 참여 현황
· 2016년
: 미국, 독일, 스위스, 일본 등 25개국 56개 팀 66명의 파일럿(선수) 참여
· 2020년 : 미국, 독일, 스위스, 일본 등 25개국 66개 팀 참여
9. 2016년 대회 한국팀 참여 현황
· 공경철 교수팀
: 착용형 외골격로봇 종목 3위
· 고려대학교 뇌공학과 이성환 교수팀
: 뇌-기계 인터페이스 종목 출전
· 연세대학교 작업치료학과 김종배 교수팀 : 휠체어 종목 출전
2019.06.24
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김정, 박인규 교수, 로봇의 피부 역할 할 수 있는 촉각센서 개발
우리 대학 기계공학과 김정, 박인규 교수 공동 연구팀이 실리콘과 탄소 소재를 활용한 로봇의 피부 역할을 할 수 있는 촉각 센서를 개발했다.
이 기술은 충격 흡수가 가능하면서 다양한 형태의 촉감을 구분할 수 있어 향후 로봇의 외피로 이용 가능할 것으로 기대된다.
이효상 박사과정이 1저자로 참여한 이번 연구결과는 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Report)’ 1월 25일자 온라인 판에 게재됐다.
피부는 인체에서 가장 많은 부분을 차지하는 기관이며 주요 장기를 외부 충격으로부터 보호하는 동시에 섬세한 촉각 정보를 측정 및 구분해 신경계에 전달하는 역할을 한다.
현재 로봇 감각 기술은 시각, 청각 부분에서는 인간의 능력에 근접하고 있으나 촉각의 경우는 환경의 변화를 온몸으로 감지하는 피부 능력에 비해 많이 부족한 것이 사실이다
인간과 비슷한 기능의 피부를 로봇에게 적용시키기 위해선 높은 신축성을 갖고 충격을 잘 흡수하는 피부 센서 기술의 개발이 필수이다. 전기 배선을 통해 몸 전체에 분포된 많은 센서를 연결하는 기술 또한 해결해야 할 문제이다.
연구팀은 문제 해결을 위해 실리콘과 탄소나노튜브(CNT)를 혼합해 복합재를 만들었고 이를 전기임피던스영상법(EIT)라는 의료 영상 기법과 결합했다. 이를 통해 넓은 영역에 가해지는 다양한 형태의 힘을 전기 배선 없이도 구분할 수 있는 기술을 개발했다.
이를 통해 개발된 로봇 피부는 망치로 내려치는 수준의 강한 충격도 견딜 수 있으며 센서의 일부가 파손돼도 파손 부위에 복합재를 채운 뒤 경화시키면 재사용이 가능하다.
또한 3D 프린터 등으로 만들어진 3차원 형상 틀에 실리콘-나노튜브 복합재를 채워 넣는 방식으로 제작할 수 있다. 기존 2차원 평판 뿐 아니라 다양한 3차원 곡면으로 제작이 가능해 새로운 형태의 컴퓨터 인터페이스도 개발할 수 있다.
이 기술은 다른 형태의 위치나 크기 등을 촉각적으로 구분할 수 있고 충격 흡수가 가능한 로봇의 피부, 3차원 컴퓨터 인터페이스, 촉각 센서 등에 적용 가능할 것으로 예상된다.
특히 이번 연구는 나노 구조체 및 센서 분야의 전문가인 박인규 교수와 바이오 로봇 분야 전문가인 김정 교수가 공동으로 진행해 실제 제품 적용 가능성이 높다.
김정 교수는 “신축성 촉각 센서는 인체에 바로 부착 가능할 뿐 아니라 다차원 변형상태에 대한 정보를 제공할 수 있다”며 “로봇 피부를 포함한 소프트 로봇 산업 및 착용형 의료기기 분야에 기여할 것이다”고 말했다.
박인규 교수는 “기능성 나노 복합소재와 컴퓨터단층법의 융합을 이용해 차세대 유저인터페이스를 구현한 것이다”고 말했다.
이번 연구는 1저자 이효상 박사과정 외 권동욱, 조지승 연구원과의 공동연구로 진행됐고, 미래창조과학부 이공분야 기초연구사업(중견연구자 지원사업)과 초정밀 광기계기술 연구센터(선도연구센터지원사업)의 지원으로 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 제작한 촉각 센서와 연결돼 저항에 반응하는 로봇 손
그림2. 실리콘 고무와 카본나노튜브를 이용한 압저항 복합재 제작 과정
그림3. 압저항 복합재를 활용한 컴퓨터 인터페이스
2017.02.02
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스마트폰 이후는 ‘웨어러블 컴퓨터’
- KAIST, 7~8일 대전 본원 KI빌딩에서 ‘웨어러블 컴퓨터 경진대회’ 개최- ‘얼굴근육 움직임으로 스마트폰을 제어하는 컴퓨터’ 등 총13종의 독특한 웨어러블 컴퓨터 선보여
스마트폰을 넘는 변화의 물결로 ‘입는 컴퓨터(Wearable Computer)’가 떠오르는 가운데 KAIST가 9년째 ‘웨어러블 컴퓨터 경진대회’를 개최하고 있다.
우리 대학은 7~8일 이틀 동안 대전 본원 KI빌딩에서 입는 컴퓨터 경진대회인 ‘2013 웨어러블 컴퓨터 경진대회’를 개최한다.
‘웨어러블 컴퓨터’는 사용자가 이동 환경 중에도 자유자재로 컴퓨터를 사용하기 위해 소형화 ․ 경량화를 통해 신체와 의복의 일부분으로 착용할 수 있도록 제작된 컴퓨터인데, 스마트폰과 같은 소형화된 IT기기의 등장으로 차세대 IT 기술로 각광받고 있다.
유회준 전기및전자공학과 교수가 중심이 돼 2005년부터 개최하는‘웨어러블 컴퓨터 경진대회’는 대학생들이 특유의 아이디어와 최신 기술을 이용해 영화나 만화에서나 볼법한 입는 컴퓨터를 직접 제작해 볼 수 있는 세계 유일의 대회다.
대회에 지원한 70여 팀을 대상으로 엄격한 서류 및 발표심사를 거쳐 본선에 진출한 15개 팀을 지난 7월에 선정했다. 본선 참가자에게는 웨어러블 컴퓨터를 제작할 수 있도록 팀별로 시작품 제작비 150만원과 스마트폰 등 IT 기기들이 지원됐다.
KAIST는 구글 글래스와 삼성전자 갤럭시 기어 등의 출시로 웨어러블 컴퓨터에 대한 전 세계적 관심이 고조되고 시장이 확대되는 추세에 맞춰 올해부터 본선 진출 팀을 기존 10팀에서 15팀으로 확대해 선발했다고 밝혔다.
이번 출품작 중에는‘얼굴 근육의 움직임만으로 간단하게 스마트폰을 제어할 수 있는 사지마비 장애인을 위한 제품’이 출품돼 눈길을 끈다.
헤드밴드 형태의 이 제품은 사지마비 장애인이나 손이 불편한 사람이 제품을 착용하고 어금니를 깨무는 동작을 취하면 사용자의 근육 움직임을 감지해 스마트폰 화면에 나타난 마우스를 움직여 원하는 기능을 수행할 수 있게 도와준다.
그동안 스마트 폰은 터치로 제어해야 하는 특성상 손이 불편한 사람은 사용하기 어려워 정보화 시대에 정보의 차별이 생긴다는 문제가 제기되어 왔으나 이 제품의 개발로 그 한계를 극복할 수 있게 됐다.
이 외에도 간단한‘손동작만으로 스마트폰을 제어할 수 있는 밴드형 웨어러블 디바이스’도 출품돼 관심을 끈다. 사용자의 손가락 움직임을 인식해 전화 받기 ․ 사진촬영 ․ 악수를 통한 사용자간 파일공유가 가능하며, 인체통신을 사용해 잠금장치나 비밀번호 없이 개인정보를 지킬 수 있는 기능을 수행 할 수 있다.
그 밖에 ▲ 악기 없이 사용자의 움직임을 인식해 다양한 악기 연주를 즐길 수 있는 장갑과 신발 ▲ 시각정보를 촉각정보로 변환해 주는 시각장애인용 지팡이 ▲ 성범죄로부터 아이를 지켜주는 벨트 ▲ 사용자가 직접 슈퍼마리오가 되어 즐기는 게임 등 창의적이면서도 실용적인 제품들이 소개될 예정이다.
대회 위원장인 KAIST 유회준 교수는 “올해 삼성전자가 갤럭시 기어를 출시한 것에서 알 수 있듯이 웨어러블 컴퓨터는 스마트폰을 이을 차세대 IT 기기로 주목받고 있다”면서 “이번 경진대회와 워크숍은 일반인에게는 웨어러블 컴퓨터에 대한 국민적 관심을 높일 수 있는 기회이고, 전문가들에게는 웨어러블 컴퓨터의 현재와 미래를 조망 할 수 있는 정보교류의 장이 될 것”이라고 말했다.
한편 올해에는 경진대회와 함께‘웨어러블 컴퓨터 워크숍’도 개최될 예정이다.
‘웨어러블 컴퓨터의 현재와 미래’를 주제로 개최되는 이번 워크숍에는 박규호 KAIST 교학부총장이 기조 강연자로 나서‘유비쿼터스, 패셔너블 컴퓨터’를 주제로 강연한다.
이어 삼성전자 금동준 수석과 ETRI 정현태 실장이 각각‘웨어러블 디바이스 동향 및 발전방향’과‘웨어러블 컴퓨터 기술동향 및 산업전망’에 관해 강연할 예정이다.
대회 관람과 워크숍 참석을 원하는 일반인은 홈페이지(http://www.ufcom.org)에서 관련 정보를 얻을 수 있다.
2013.11.07
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KAIST, 2013 웨어러블 컴퓨터 경진대회 개최
- 이제는 스마트폰도 입는 시대
- 5월 26일까지 참가자 접수 중
KAIST(총장 강성모)가 주관하고 삼성전자가 후원하는 ‘2013 웨어러블 컴퓨터 경진대회(WCC, Wearable Computer Contest)"의 참가 접수가 시작됐다. 올해로 9회째를 맞는 웨어러블 컴퓨터 경진대회는 11월초에 개최될 예정이다.
웨어러블 컴퓨터는 최근 IT 분야에서 각광받고 있는 차세대 정보통신 단말기로 사용자가 임의의 자세로 언제 어디서나 이용하고 신체 또는 의복의 일부분으로 착용할 수 있도록 제작된 정보기기이다. 최근 스마트폰이 대중화되고 주변기기들이 다양하게 개발됨에 따라 웨어러블 컴퓨터는 차세대 IT 산업으로 떠오르고 있으며 삼성전자, 애플(i-watch), 구글(Google Glass) 등 많은 IT 기업들이 웨어러블 컴퓨터 개발에 뛰어들고 있다.
미국과 유럽 등에서는 2000년대 들어 웨어러블 컴퓨터 기술개발이 잠시 주춤하였다가 최근 폭발적으로 관심이 고조되는 경향을 보이고 있다. 한국은 2003년부터 꾸준히 웨어러블 컴퓨터에 관한 연구를 해오고 있으며 그 중심에는 지난 9년 동안 개최되어온 웨어러블 컴퓨터 경진대회가 있다. 입는 컴퓨터에 대한 기술우위 및 지적소유권(IP, Intellectual Property)을 선점하고 전문 인력을 양성하는 목적으로 2005년 처음 시작된 경진대회는 현재 입는 컴퓨터 기술을 선도하는 세계 최고 수준의 행사로 성장했다.
특히 KAIST는 작년부터 삼성전자의 후원을 받아 참가팀에 대한 지원을 확대했으며 단순히 대회를 통해 인력을 양성하는데 그치지 않고 얻어진 결과물을 삼성전자 등 기업의 제품에 응용하는 방안도 모색하고 있다.
경진대회 본선에 진출한 팀은 시작품 제작비 150만원과 삼성전자의 스마트 IT 기기를 지원받아 직접 입는 컴퓨터를 제작할 수 있는 기회를 가진다. KAIST는 올 해부터 본선 진출 팀을 10팀에서 15팀으로 늘려 보다 많은 참가팀에게 입는 컴퓨터 제작의 기회를 제공하겠다고 밝혔다.
‘스마트 IT, 언제 어디든지 누구나 이용할 수 있는 정보 제공(Smart IT: Any-information for Anybody)"이라는 주제 하에 진행될 2013 웨어러블 컴퓨터 경진대회 참가팀들은 IT와 패션이 결합된 입는 컴퓨터에 대한 아이디어를 제안한다. 서류심사와 발표심사를 통가한 팀은 본선에 진출하며 심사를 통해 선정된 지정공모 15개 팀은 약 4개월간 시작품 제작기간을 갖고 오는 11월 본선대회에서 최종 수상자를 가르게 된다.
본선 진출팀에게는 제작 지원금 외에도 유비쿼터스 컴퓨팅, 웨어러블 컴퓨터 플랫폼 및 인간 대 컴퓨터 상호작용(HCI, Human-Computer Interaction)에 대한 체계적인 교육도 주어진다.
이밖에도 웨어러블 컴퓨터 경진대회는 입는 컴퓨터에 대한 아이디어를 포스터 형식으로 제출받는 아이디어 공모도 운영하고 있다. 아이디어 공모에 출품된 작품들은 실제 제작될 필요 없이 참신한 아이디어만으로 평가 받으며 대회 출전에 대한 자격 제한이 없어 누구나 참여할 수 있다.
참가 접수 및 대회에 관한 자세한 내용은 홈페이지(http://www.ufcom.org)에서 확인할 수 있다. 끝.
1. 행사 개요
○ 행사명 : 제9회 2013 웨어러블 컴퓨터 경진대회
○ 주최 : 미래창조과학부(예정)
○ 주관 : KAIST 시스템설계응용연구센터
○ 본선 : 2013년 11월 초 예정(장소 미정)
○ 참가대상 :
지정공모 :국내외 대학(2년제 대학 포함)에 재학 중인 학부생 또는
대학원생으로 이루어진 팀, 2인 이상 7인 이하
- 일반인의 경우 대학(원)생을 포함하여 참여 가능함
아이디어 공모 : 참가 자격의 제한 없음, 개인 또는 4인 이하의 팀
○ 연혁
본선 일정
장소
제1회
2005년 11월 3일 ~ 5일
서울 COEX
제2회
2006년 11월 16 ~ 18일
일산 KINTEX
제3회
2007년 11월 29일 ~ 12월 1일
서울 COEX
제4회
2008년 11월 20일 ~ 21일
대전 KAIST
제5회
2009년 10월 13일 ~ 16일
일산 KINTEX
제6회
2010년 10월 13일 ~ 15일
서울 COEX
제7회
2011년 11월 28일 ~ 29일
서울 COEX
제8회
2012년 11월 15일 ~ 16일
서울 COEX
○ 시상(안) : 시상금 총 1,800만원
1. 지정 공모
구 분
상 급
상 금
대상 (1팀)
미래창조과학부장관상
400만원
금상 (1팀)
KAIST 총장상
300만원
은상 (1팀)
KAIST 총장상
100만원
동상 (3팀)
KAIST 총장상
100만원
우수아이디어상
(2팀)
SDIA 센터장상
100만원
특별상
삼성전자상
(중복수상가능)
100만원
장려상
SDIA 센터장상
(수상팀을 제외한 모든 본선 진출팀)
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※ 올해 대상 국무총리상으로 승격 신청 예정
2. 아이디어 공모
구 분
상 급
상 금
대 상
KAIST 총장상
100만원
장려상
SDIA 센터장상
(대상, 금상, 은상을 제외한 모든 본선 진출작)
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2. 추진 방향
○ 대회내용
지정공모 : 참가팀은 제시된 주제에 따른 IT와 패션이 융합된 입는
컴퓨터 구현 방법 제안. 선정된 아이디어는 시작품제작비와 삼성전자의 스마트 IT 기기를 지원받아 작품 제작. → 최종 작품은 본선에서 전시 및 무대 공연을 가짐
아이디어 공모 : 주제에 제한 없이 자유롭게 입는 컴퓨터에 대한
아이디어를 포스터 형식으로 제출, 본선 진출작은 본선
대회에 전시
○ 주제
‘스마트 IT, 언제 어디든지 누구나 이용할 수 있는 정보 제공’
(Smart IT: Any-information for Anybody)
○ 참가팀 제공 내역(지정공모만 해당)
각 팀당 시작품제작지원비 150만원 및 삼성전자 스마트 IT 기기
○ 주요 일정
- 지정공모
사전설명회(4월중) → 참가 및 제안서 접수(3/20 ~ 5/24) → 서류심사 → 발표심사(6월말) → 시작품 제작 → 참가팀 교육(7월중) → 중간 점검(8월) → 최종 점검 및 리허설 → 본선 대회(11월 예정)
- 아이디어공모
사전설명회(4월중) → 참가 및 제안서/포스터 접수(3/20 ~ 8/16) → 1차 심사 → 수정 및 최종본 제출 → 2차 심사 → 본선 대회(11월 예정)
2013.04.04
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박규호 교수, 차세대PC학회 초대회장으로 선임
최근 창립된 한국차세대PC학회 초대회장에 우리학교 전자전산학과 박규호(朴圭皓, 55) 교수가 선임됐다. 18일(금) 오전 11시, 서울 프레스센터 19층 매화홀에서 창립총회를 열고 출범한 한국차세대PC학회(Korean Institute of Next Generation PCs)는 차세대 PC구현을 위한 학술적 연구를 목표로 설립됐다.
차세대 PC분야는 인간을 중심으로 그 환경을 제공하는 유비쿼터스 컴퓨터, 입고 사용하는 착용형 컴퓨터, 몸의 내부로 통과시키는 먹는 컴퓨터, 몸에 이식하여 사용하는 이식형 컴퓨터를 위한 하드웨어 시스템, 응용 및 시스템소프트웨어, 휴먼 인터페이스, 인간공학, 생체정보공학, 패션 디자인, 사회심리 등 의 제반 분야를 망라하고 있다.
박규호 교수 약력
1969~1973 서울대학교 전자공학 학사
1973~1975 한국과학원 전자공학 석사
1979~1983 Paris XI 대학 전자공학 박사
최종학위논문제목 Study on the Performance and Realization of Adaptive Algorithm
1975.8~1978.8 동양정밀 주식회사 개발실 개발과장
1977.1~1977.12 Philips Research Lab., Eindhoven 연구원
1987.1~1987.2 동경대학 객원교수
1989.2~1990.1 일리노이 대학, Urbana University of Illinois 객원교수
1983.4~현재 한국과학기술원 전자전산학과 전기및전자공학전공 교수
2005.03.22
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