일반대학원 기계공학과의 4단계 BK21 ‘지능형 웨어러블 로봇 교육 연구단(단장: 장승환 교수, 참여교수: 김태형, 최승태, 신동준, 이상민, 김승한, 남우철, 이기욱)’ 이 주최한 제1회 WearRobo(웨어러블 로봇) 경진대회 시상식이 지난 12월 31일 (금) 오후 3시, 310관 313호에서 진행되었다.

WearRobo 경진대회는 학생들의 소프트 웨어러블 로봇 관련 신기술 개발을 독려하고, 국내외 연구자들과의 성과 교류와 확산을 위한 취지로 4단계 BK21 지능형 웨어러블 로봇 교육연구단 주최로 매년 진행된다.

이번 제1회 WearRobo 경진대회에는 기계공학과 대학원생이 설계하고 제작한 총 11건의 우수한 작품이 출품되었으며, 교내외 심사위원들의 공정한 심사를 통해 3건의 수상작이 선정됐다(금메달 수상자: Giau Thi Nguyen, 은메달 수상자: 문준영, 동메달 수상자: 류재욱).

사진설명. 왼쪽부터 Giau Thi Nguyen(금메달), 문준영(은메달), 류재욱(동메달) 재학생

금메달 수상작은 사람의 무릎 움직임을 실시간으로 모니터링하기 위한 자수 기반의 스트레치 센서다. 스트레치 센서는 신축성 높은 직물에 전도사를 자수 놓아 제작하였고, 무릎이 일정 각도로 구부러지면 직물이 변형됨에 따라 전도사의 접촉 상태가 달라지면서 자수 된 스트레치 센서의 저항이 변하는 원리다. 무릎의 굽힘 거동에 따라 스트레치 센서는 시간 지연 없이 저항이 변화하게 되고, 이를 무릎의 구부림 각도로 변환하여 사람의 움직임을 모니터링 하게 된다. 이러한 스트레치 센서는 높은 민감도를 가지고 있으며 10만회의 반복동작에도 신뢰할 수 있는 수준으로, 사람의 움직임을 모니터링하는 데에 큰 도움이 될 수 있다.

은메달 수상작은 건설근로자의 작업 시 어깨 부하를 줄여줄 어깨 보조 웨어러블 로봇이다. 기존 웨어러블 로봇은 모터와 배터리를 통해 보조력을 생성하는 형식으로써 사용시간이 제한적이고, 무거우며, 비싸다는 단점이 있다. 이번 개발한 가변중력보상 메커니즘 기반의 웨어러블 로봇은 모터와 배터리의 활용을 최소화하여 사용시간의 제약이 없고, 가볍고 저렴하다는 장점이 있다.

동메달 수상작은 웨어러블 로봇 수트의 고속 착용을 위한 고속 다이얼 시스템이다. 기존 다이얼 시스템은 모터와 배터리를 활용한 자동형과 보아 다이얼 시스템을 활용하는 수동형이 있다. 자동형 시스템은 고속 용은 가능하나 무겁고, 부피가 크며, 가격이 비싸다는 한계가 있다. 수동형 시스템은 가볍고 저렴하지만 고속 착용이 불가능하다. 이번에 개발한 고속 다이얼 시스템은 구동을 위한 탄성 에너지원을 시스템 내부에 저장해 두었다가 필요 시 활용하는 형태로, 모터나 배터리 없이도 고속 착용이 가능하다는 장점이 있다.

4단계 BK21 지능형 웨어러블 로봇 교육연구단은 이번 경진대회를 시작으로 경진대회 참가 대상을 공과계열 학과를 거쳐 점진적으로 학교 전체로 확대하여 학생들의 전문성과 창의적 아이디어를 접목한 새로운 웨어러블 로봇 개발 및 교육에 활용할 예정이다.

2021년도 각 수상작들에 대한 기술 설명 동영상은 아래 Link에서 확인할 수 있다.

https://www.youtube.com/channel/UCwZIWhs_GfLNIUw5QVHXmsA

사진설명. 왼쪽부터 스트레치 센서(금메달), 어깨 보조 웨어러블 로봇(은메달), 고속 다이얼 시스템(동메달)