[Pick 사이언스] 근육 옷감, 일상에 편리함을 더하다
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- Опубликовано: 11 сен 2024
- 대한민국을 이끌어간 과학계의 주역들을 만나 그들의 이야기를 듣고 응원하는 '브라보 K-SCIENTIST'
백 예순다섯 번째 주인공은 한국기계연구원 로봇메카트로닉스연구실 의 박철훈 책임연구원이다.
옷처럼 입을 수 있는 ‘입는 로봇’인 웨어러블 로봇은 다양한 용도에 맞게 신체기능을 높여주는 보조장비로 주목받고 있는 로봇 중 하나이다. 최근 전세계 웨어러블 로봇 시장의 규모가 점점 성장하고 있는 가운데, 새로운 형태의 웨어러블 로봇을 개발한 과학자가 있다. 한국기계연구원의 박철훈 박사가 바로 그 주인공.
기존 외골격 로봇 위주의 웨어러블 로봇은 무거운 모터가 탑재됐던 반면, 박철훈 박사는 모터 없이도 스스로 힘을 낼 수 있는 로봇을 개발했다. 그 비밀은 바로 ‘근육 옷감’에 있다. 물질의 형태를 바꾸어도 열을 가하면 다시 원래의 모양대로 돌아오는 성질을 가진 형상기억합금. 박철훈 박사는 형상기억합금을 스프링 형태로 만든 뒤, 이를 사람의 근육처럼 스프링 다발로 만들어 수축할 수 있는 힘을 냈다. 기존의 웨어러블 로봇보다 가벼우면서도 최대 10kg의 무게까지도 들어올릴 수 있다는 것이 이 로봇의 장점. 박철훈 박사는 근력이 부족한 노인들은 물론, 근위축증 환자들을 위한 근력 보조기를 개발하는 등 일상생활에서의 편의를 도모하기 위해 이 로봇의 활용 분야를 넓히는 중이다.
또한 자석의 힘으로 마찰이 발생하지 않는 ‘자기 베어링’ 개발도 그의 연구 중 하나다. 윤활제를 사용하는 볼베어링 특성상 마찰로 인한 분진이 발생하는 반면, 박사가 개발한 자기 베어링은 마찰이 없기 때문에 분진, 오염 등이 발생하지 않아 반도체 청정실과 같이 고밀도 공정에도 활용이 가능해 외국산에 의존하던 베어링 장치의 국산화 가능성을 열어주었다.
자신의 기술을 세상에 기여하기 위해 노력하는 박철훈 박사. 기존에 연구되지 않았던 기술을 개발하기까지 남다른 노력을 거쳤다는데. 기술 개발을 위해 직접 모든 공정을 만들어온 그의 땀과 노력을 살펴본다.
■ 박철훈 / 한국기계연구원 로봇메카트로닉스연구실 책임연구원
#웨어러블로봇#로봇기술#근육옷감#형상기억합금#로봇공학#로봇기술혁신#힘을내는로봇
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이 연구 관련 뉴스를 처음 본게 2017년. 이후 21년도에 또 보고...이번에 또 나오는거 보니 대략 3-4년에 한 번씩 주기적으로 나오는것 같네요. 박사님도 같은 분이 계속 나오시는거 보면 뭔가 새로운 연구 내용보다는 연구 자체를 알릴려고 나오시는것 같네요. 지속적인 연구지원이 계속되서 꼭 결실 맺었으면 좋겠습니다.
아직도 저수준이면 접어야지
@@gwjun1472 너 같은 애도 사는데 저런 연구쯤은 좀 해도 괜찮잖아? :)
@@gwjun1472ㅇㅈ. 그 말은 바로 상품성이 낮다는 뜻.
@@gwjun1472이런 인간들이 대한민국 과학을 정체시키지.... 뭐 몇년만에 뚝딱 나오나? 참 나....ㅋ
타이어 만드는게 상용화가 더 빠를듯.
사고로 인한 환자와 거동이 불편한 사람. 근력이 필요한 사람에게 아주 좋은 기술이 될듯 합니다.
완성도 높은 상품으로 만날수 있다면 좋겠네요. 좋은 결과 기대해 봅니다.
섬유 근육통을 앓고 있는 환자에게도 도움이 될 것 같아요^^
외관 상 제품의 외관은 3년 전에 봤던 영상과 달리 보이지 않는데 상용화 하기 위해서 다량의 스프링 근육과 품질을 높여서 생산 할 수 있는 기계를 개발하는데 시간이 많이 걸리나 보군요. 우수한 인력과 자본이 지원되면 더 빨리 개발이 완료 될 것 같은데 정부가 적극적으로 지원해주면 좋겠네요
이기술이 초기니까 그렇지 시간이지나며 개선되면 인간에게 많은 도움이 될듯. 영화에나오는 군용 파워슈트까지 가능.
영화에 나오는 엑소슈트는 이미 있긴함 근데 이렇게 작은 옷처럼 입는 슈트는 없긴함
매번 이 합금을 이용한 인체 삽입형 의료기기 연구를 하고있지만 이렇게도 연구할 수 있다니..정말 감탄했습니다ㅎ 국내 연구자분들 항상 화이팅입니다!
외부 날씨와 온도에 간섭만 막을수 있다면, 좋을것 같네요. 박사님 힘내세요. 응원 합니다.
박사님 응운할께요. 힘내세요. 상용화하는 그날까지요.
훌륭하십니다. 그맘변치 마시고 좋은 성과 이루시길 바랍니다.
로봇에다가 모터관절이 구현하기 어려운 동작을 하게 보조하는 수단으로 붙여주면 유용할듯
허리다치고 몸쓰는 일을 못하는데 하루빨리 상용화 되길 기대해봅니다
이런분이 세상에 진짜 필요한 분입니다 다리나 팔에 힘이 없는 분들은 정말 필요할거 같네요 빨리 상용화 되길 바라겠습니다
초기 모델로는 사용자의 근 수축 정도 신호를 읽고 거기에 맞추어 보조 하는 기능성 의류가 되겠네요 작업 과정에서 개인의 힘이 필요한 공사 현장이나 산업 현장에서 유용하게 쓰일 것 같습니다. 영상에서 말씀하셨던 앞으로의 실버 산업 체제에서 거동이 불편한 사람들의 행동을 보조 하는 역할로도 가치가 크고요. 관건은 말씀하신 것과 같이 수축 후 얼마나 빠르게 냉각하여 이완 시킬 수 있는가?(사용자의 이완 동작을 따라갈 수 있는가?) 일 것 같은데 냉각 시스템을 어떻게 구성 하는가? 에 따라 많이 달라질 것 같습니다. 현재 샘플 상 투입 전기에너지 대비 출력이 높아 가볍고 작은 배터리로도 오랜 시간 구동 가능한 것이 강점이라고 볼 수 있는데 냉각 시스템의 무게, 부피 소모 전력을 어떻게 최적화 할 것 인가가 중요할 것 같습니다.
아직 학부 과정인 제가 생각할 수 있는 정도로는 열전 효과를 이용한 열전 냉각선을 섬유 다발과 같은 규격의 용수철 형태로(수동적인 형상 변화 가능) 형상기억섬유다발에 일정 규격으로 같이 구성하거나 형상 기억 섬유 다발 자체에 열전 효과를 적용하여 전류의 방향에 따라 수축 이완을 구현하는 방법이 있을 것 같은데 목표 냉각 효율과 효과를 달성할 수 있는 조합을 찾아내야 하니 시간이 많이 필요할 듯합니다.
또한 형상기억섬유다발의 수축 정도를 조절하기 위해서는 전류를 전달하는 경로와 다발 경계를 구분하여 모듈 화해 수축 신호를 보내는 모듈의 수를 조절하는 형태로 수축 정도를 제어할 수 있을 것 같은데 이를 위해서는 다발 간의 전류가 흐르지 않도록 표면 절연 처리를 해야 할 필요가 있습니다.(각 모듈 다발의 수축-이완을 따로 제어)
또한 다양한 환경에서 사용하기 위해서는 외부 전류나 전자 계, 온도로부터 사용 가능 영역을 유지하기 위한 기능도 필요할 것이고요
특히 다발의 세부 형태가 코일 형태라 외부 전자 계와 전자기파에 의한 유도 전류가 어떻게 작용할지도 파악하여 조치해야 할 것 같고요
외부 환경으로부터 사용 가능 범위를 유지할 수 있다면 극한 상황에서도 사용이 가능하니 소방관의 방화복이나 군인의 기능성 전투복, 기능성 등산복 등 활용 영역은 무궁무진하다고 생각합니다.
더 발전한다면 생물의 형태를 모방한 로봇에도 사용 가능할 것으로 생각됩니다. 뼈와 같이 기본 골격과 관절을 만들고 형상기억섬유다발로 만든 근육을 생물의 근육 형태를 본떠 구성하고 근 신경망과 같이 제어선을 구성하여 다양하고 자연스러움 움직임이 가능한 생물 모방 로봇을 만들 수 있을 것입니다, 물론 휴머 노이드도 포함이고요. 이를 위해서는 앞서서 만든 수축- 이완의 반응성과 각종 상태(대표적으로 온도)의 작동 범위 유지, 각 다발 수축- 이완 통제의 모듈화가 완전히 통제되어야 가능할 것입니다. 움직임을 보조하는 것이 아닌 직접 작동하는 것이기에 작동 알고리즘과 AI도 접목되어야겠죠. 기존 로봇이 디테일한 움직임을 모터로 구현하는데 소모하는 전력이 커서 인간 대신에 극한 환경에 투입하는 것이 제한되었다면 위 샘플의 적은 전력 소모와 긴 활동 시간을 계속 가져갈 수 있다면 원격 조종이 가능한 환경이라면 외부에서 인간의 움직임을 근육의 신호를 전달에 로봇이 모니터링하며 구현하고 조종하는 인간은 VR 환경에서 조작하면 인간과 같은 일을 수행할 수 있는 로봇을 인간 없이 현장에 투입할 수 있을 것입니다.
원격 조정이 불가능하다면 AI를 이용하여 자율 활동하는 형태로도 사용 가능 하겠죠. 이는 위험 현장에 투입되는 사람의 수를 줄여 추가 인명피해를 막을 수 있을 것이라 생각됩니다.
또한 사람은 근력을 키우기 위해 훈련과 운동을 하며 능력을 키워야 하지만 해당 로봇이 구현된다면 기본 골격을 그대로 사용하고 근육 모듈만 필요 사양에 따라 교체하여 다양한 상황에 하나의 기체를 적용하는 것이 가능할 것입니다. 만약 근육 모듈 만으로는 힘이 부족하다면 기존의 모터를 이용한 구동도 포함하되 일반 기동에서는 사용하지 않다가 필요 상황에서만 추가적인 힘을 얻기 위해 사용한다면 전력 사용도 최소화 할 수 있을 것이라 생각됩니다.
해당 기술은 상용화면 된다면 접목 가능한 분야가 의료 외에도 산업 공정, 탐사, 구조, ai의 acting 실체화 등 무궁무진할 것입니다.
해당 연구를 진행 중이신 박사 님과 연구원 분들 모두 응원하며 꼭 이 기술이 상용화 되기를 고대하고 있겠습니다.
항상 과학기술의 최전선을 달리고 계신 교수님, 박사님들과 연구원 분들 항상 감사하고 응원하겠습니다.
글 잘 읽었습니다. 하나 질문드리고 싶은 것이 이 기술로 물체를 위로 밀어올리는 운동을 구현할 순 없겠죠? 그러니까 인장하는 방향으로 힘을 줄 순 없을까요?
사람 근육이 관절을 통해 수축 이완으로 작동하듯이, 특정부위를 수축하고, 반대쪽은 이완하는 걸로 구현 가능할 것 같네요.
꼭 성공해 주세요😊😊
와 너무 멋지네요 교수님 연구원님들 화이팅!!
와 영화나 만화에서만 보던 파워슈트가 실제로 만들어진다니 너무 대단합니다. 군사용으로도 유용하게 쓰일 기술같습니다 특히 전쟁은 화력도 중요하지만 병사들의 지구력도 중요한만큼 행군할때 착용하면 에너지를 엄청나게 비축해서 전술적으로도 유용하게 쓰일듯 합니다. 옷감의 이완과 수축이 센서를통해 근육과 동기화가 된다면 전혀 이질감없이 내 몸을 움직이는것처럼 느껴질거같네요
이런 걸 투자자가 보고 상품성이 있다고 생각한다면 투자를 할 것이고 그럼 상용화도 빨리 이루어지겠죠.
열을 이용해 형상기억합금을 변형시키는게 핵심인데, 더운 날에도 사용할 수 있을지 궁금하네요
아주 높은 온도? 말고는 일상생활에서는 충분히 가능하지 싶습니다~
전기로 구동하기 때문에요~
열이나서 더 더워진다는거 빼고요 ㅋ 얼마나 열이 날지가 문제겠네요
진짜 낭만이다 제발 성공하시길
한국의 미래를 만들어 나가시는 분입니다
목표도 멋지고 정말 놀라운 기술인 것 같아요!
중소기업만년과장님 처럼 생기셔서 무슨 괴짜발명가같은건줄 알았는데 박사님이셨네 ㅎㄷㄷㄷㄷ
식혀서 구동하게 하지 말고 그냥 반대편에도 설치하면 되는거아님?
라고 하면 안되겠죠?
실제 근육도 반대편에 있는 근육과 협응돼서 움직이는게 중요해서 타개책이될 수도 있긴 한데 보다 부드럽게 움직이려면 다시 늘어나는 것도 유연할 필요가 있어서 그렇지 않을까요
응원합니다~!
옷을 구입해서 입어보고 싶네요~
That is perfect..
노약자들에게 큰 도움이 되겠네요. 빨리 싱용화에 성공하시길 응원합니다.
이런 분들이 세상을 바꾸고 발전시킨다!
여름 겨울에는 실외에서 못쓰겠네요 .. 하루빨리 기술이 좋아져서 완전품을 보고싶어요! ❣️❣️
ai 기술과 접목해서 평소 걷는 습관이나 움직임을 예측해서 도와주는 보조기기로 사용되었으면 좋겠네요. 저희 할머니도 연세가 연로하셔서 걷는것도 힘들어하시는데 너무 좋은 연구인 것 같습니다. 덤으로 악력에도 도움 되는 장갑 같은것도 있었으면 좋겠네요. 나이가 들 수록 악력이 떨어져 생수통 뚜껑도 못 여시거든요.
미래에는 고령 요양사들이 많이 사용할 듯 하네요 화이팅입니다!
형상기억합금을 근섬유로 짤생각을 하다니 놀랍다
장갑형태로 제작후 제어기술과 접목해서 원격 의료기기 햅틱 피드백용으로 연구해봐도 괜찮을것 같네요... 주파수를 다르게 인가하시는걸 보니 유도성 부하의 리액턴스조정을 통해 전류 실효치를 제어하시는것 같고... 섬유를 구할수만 있어도 이것저것 해보고싶은데...
대단하십니다~~♡
노약자, 신체 장애가 있는 분들에게는 희소식 같네요.
와 이렇게 형상기억합금을 사용하는구나... 공학도로써 오늘도 새로운걸 배우고갑니다
구심성 수축은 구현할 수 있는데 실질적으로 원심성 수축이 구현되야 안전하게 힘을 조절할 수 있는데 이 원심성 수축이란게 상당히 어렵죠.
근육 힘이빠지는 잘걷지도 못하는 사람들에게 큰도움이 되겠네요
근육량이 부족한 어르신들에게 좋을듯
게임 크라이시스 에서의 슈트...멕시멈 스트렝스, 맥시멈 스피드...를 볼 수 있겠네요
상용화 잘 되면
노가다의 신이 될수 있겠는데
앞으로 한... 10년정도 지나면 이제 테스트용으로 한두개 나오겠네요 가격은 어마어마할거고
그리고 이후에 최소 5년 이상 지나면 의학용으로 일부 인원들은 사용할수준이 되겟네요 넉넉 잡고 20년 봅니다~
와. 정말 존경스럽습니다.
웨어러블은 모터보다 섬유형태가 훨씬 좋아 보이네요 👍
이거 유튜버이신 삐루빼로 님에거 너무나도 필요한 과학기술이네요!
어서 상용화되어 슈트처럼 나오면 좋을듯!
얼굴이 딱 박사님이시네요
웨어러블시장은 노령화가 앞당겨진 미래에 반드시 잘 될수 밖에 없는 사업이 될겁니다. 양자프로그래밍과 더불어 반드시 필요한 기술이죠. 훗날 지팡이없이 걸어다닐 수 있는 세상이 오길 기대합니다.
이런게 제대로 발전 해줘야지
물류센터에서 많은 사람들이 무거운 짐을 나르다 관절이 손상되곤 합니다.
하루 빨리 상용화되어서 사람들이 입을 수 있는 날이 오면 좋겠네요.
20키로 짜리 짐을 10키로의 힘으로만 있으면 들 수 있으니 얼마나 실용적인가요.
그리고 관련법도 바뀌어서 물류센터나 이삿짐센터 등 무거운 짐을 많이 드는 직종에서는
회사에서 기본적으로 저러한 옷 등을 제공해서 착용하도록 해야합니다.
저러한 산업이 발전이 되면 웨어러블 로봇을 렌트해주는 곳도 많이 생기겠네요.
시간과 비용이 문제가 되겠지만 언젠가는 꼭 이루어질 겁니다.
로봇이 개발되면 언젠가는 로봇이 하겠지만 아무리 로봇이라도 사각지대가 존재하거든요.
그러한 부분은 인간의 힘으로 해야만 합니다.
카이스트의 이온성 고분자 인공근육과 텍사스대 나노기술연구소에서 만든 탄소나노튜브 스마트근육과의 차별점이 뭐가 있을까요? 암만봐도 다이소에서 파는 손목보호대랑 다를게 없어 보이는데 정말 이런식으로 실제 근섬유처럼 작동해서 근육의 움직임을 보조 할 수 있는건가요? 꽤 오랜기간 연구가 정체되어 있어 보이는데 지원금만 타먹고 만세 부르고 있는건 아닌지 걱정이네요
그럼 님이 만들어보세요 ㅋㅋ
@@user-xg5ry8vo9y 와 이런말 하는 사람이 아직도 있구나
와.. 잘되길 바랍니다
멋져부러
문제는 위치제아가 될까?
상용화되면 대박..
저 근육 옷감이면 군사 체력 훈련도 편해지고 많이 줄어들듯 합니다
옷감으로 부족한 체력을 보충할수 있기 대문이죠
와 이거 최고다.. 컴벳슈트로 만들면 최강 전투력 !!
모탈컴뱃? 그거 한국에서 불법인데? 일단민원넣음
?@@simmingi1
아이디어만 떠오르면 이런 연구 그냥 해낼 수 있나?
부러움.
한국의 옥토퍼스..
아니 이분에게 돈좀 팍팍줘라....
"습관처럼 달리던 한 과학자"
일단 평범하지 않은 사람이다.
기계공학쪽이랑 전기 전자 공학쪽이 아니라서 잘은 모르지만 오..요즘 열을 식히는 걸로 펠티어 소자는 어떤가요? 병행이 불가능한 기술일까요?
빨리 만들어주세요 허리 다나갈거 같아요ㅜㅜ
밤일도 이제 잘 할 수 있겠네요..
어르신을 위해서 이런 옷을 만들어 주셔서 감사합니다 ㅎ 그러면 이제 젊은 층을 위하여 입기만해도 운동되는 옷 없나유 ㅎㅎ 잘은 모르겠지만유 고무밴드 처럼.. 🤔🤔
저항을 높혀서 생활 하십셔 ㅎㅎㅎ
형상기억합금 인공근육 나온지 한참된건데 새로 발명해낸 신기술도 아니고.. 저걸 써먹을라면 착용자의 의지를 자연스럽게 움직임에 반영하는 선행기술이 받쳐줘야하는건데 그냥 무게추 걸어놓고 전기 흘려보내는거밖에 못하는거면 어떻게 시장에 내놓음. 어차피 요즘 국내주식 하는사람들 별로 없지
이거 주식 나오면 살래요
냉각속도가 매우매우 빨라져야 군용으로 쓰이겠네요
자나깨나 스파이 쭝궈 조심!
실지 적용에는 제약사항이 많은 기술인 듯.
외부 온도의 영향을 받지 않도록 해야 하는 전제 조건은,
상용화의 큰 고비가 될 듯.
외어러블 로봇 보다, 다른 적용 분야를 개척하는 편이 나을 듯.
궁굼한게 형상기억합금이란게 몇회정도나 버티는 내구신뢰성이 있는거죠? 일주일도 안입었는데 형상기억합금옷이 고장나서 못쓰는 상황발생할수도 있는거 아닌가?
신기하다!!!!
이게 상용화되면 산업.의료등
혁명적이겟다
반대의미로 낭만 진짜 뒤지긴햇네 근데 또 한편으론 인류에게 많은 도움이 될거란게 보여서 응원하게됩니다 100년안엔 아이언맨이 실현 가능할지도??
와 미래엔 파워슈트 기대해봅니다
*"기본적인 임플란트다."*
의수•족 제작에도 상당히 좋겟네요
이기술은 난제가 많아 보임.
나중에 대기업 자본 투입돼서, 전용 정밀가공기계 만들어져서, 마이크로단위로 얇게 스프링 만들어가지고, 대량생산하면 진짜 미친성능 나오겠네...
인조인간은 곧 나온다...
최근에 보이는 그래핀을 이용한 인공근육 기술을 대입하면 스프링대신 그래핀을 넣어 더 큰 질량의 물체도 들수있고 구동 속도를 늘릴 수 있나요?
생산단가 높아져서 애매할듯
열팽창 기반을 근육보조기구로 쓰기는 좀 그렇지 않나. 발열량이 상당할거 같은데
야가다의 희망!
겨울에도 되려나..
중요한건 반복된 열이네
신체와 로봇결합이지. 인간의 자연치유약화
근육플러스 갑옷 옷감 만들어줘요.
카사슈트 ㄷㄷ
근육하고 같은게 되겠네요.
이제 모터가 달린 로봇이 아니라 안에 사람 근육처럼 저런게 들어간 인공지능 로봇이 조만간 나올듯...
보병전때 활용될수도
상용화 제발요
뭐가 개발됐다는 뉴스는 많이 봐왔지만 실제로 판매되서 사용하는건 본적이 별로 없다..
죄다 개발비만 지원받고 흐지부지 사라진다..
이유는 기능도 중요하지만 내구성및 다른 단점들을 해결하지 못하기 때문에 상용화 되기는 쉽지 않은 것이다..
와 얼마죠?
웃는 아재가 서글서글나와서 그렇지 이거 사이버펑크에 나오는 그거잖아 ㅋㅋㅋ
나중에 돈 많은 사람들이 입고 다니고
힘없는 사람들한테 싸움걸어서
재미로 패놓을거 같은 생각함
제어기를 ai학습하면, 모터구동 로봇보다 소음도 없고, 인간근육 동작과 점도 하고, 달리기도 자연스럽고 뭐...그러지 않을까 싶네요. 물론 학습에 상당히 비용이 들겠지만...
몇년마다 같은 뉴스 나오는게 문제지
전쟁에 도입시키면 개꿀이겠다
배에서 사다리 매달려서 삽질 하고 그러는데 이런 것이 발달 하면 도움이 될 듯
음.... 굳이... 모터가있는데 왜ㅠ
한국판 아이언맨 마크1 ???
이거 국방산업으로 지원해서 군대에 적용하면 좋을거 같은데
나중에는 로봇에도 쓰겠네 ㄷㄷ