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▲ 서울공대 기계공학부 조규진 교수팀, 접고 말아 보관하고 펼치면 강한 ‘인터레이싱 종이접기’ 구조 개발(왼쪽부터 조규진 서울대학교 기계공학부 교수, 정순필 서울대학교 기계공학부 박사후연구원, 송재영 HD한국조선해양 연구원, 김찬 서울대학교 기계공학부 박사과정) [출처=서울대학교 공과대학]서울대(총장 유홍림) 공과대학(학장 김영오)에 따르면 기계공학부 조규진 교수(인간중심 소프트 로봇 기술 연구센터장 및 서울대 로보틱스 연구소 SNU RI 창립 멤버) 연구팀이 종이접기 구조에 인터레이싱(interlacing) 원리를 적용해 부드럽게 접고 말아 콤팩트하게 보관하면서도 전개 시 매우 튼튼한 강도를 유지하는 ‘접고 말 수 있는 주름 구조(Foldable and Rollable corrugated structure, FoRoGated-Structure)’를 개발했다.이번 연구 결과는 2025년 11월26일(수) 국제 저명 학술지 ‘사이언스 로보틱스(Science Robotics)’에 게재됐다.◇ 연구 배경줄자처럼 구조를 중심 허브에 말아 보관하는 롤링 방식은 구조를 콤팩트(compact)하게 보관할 수 있는 장점이 있다. 이러한 구조들은 보관 단계에서는 허브에 부드럽게 감기기 위해서 평평한 단면으로 전개 단계에서는 구조의 처짐을 억제하기 위해 주름 단면으로 형상이 전환된다.이는 평평한 종이는 유연하지만 지그재그 주름을 만들면 인접 면들이 서로의 변형을 구속해 훨씬 튼튼해지는 것과 같은 원리다.다만 일반적인 주름 구조를 겹겹이 접은 채로 허브에 감을 경우 재료 두께로 인해 안쪽과 바깥쪽 층의 둘레 차이가 발생해 찌그러짐 및 구김이 생기기 때문에 주름을 펼쳐 1개 층의 평판 상태로 감는 것이 일반적이다.따라서 주름 단면이 크고 길어질수록 구조적 강도는 증가하지만 보관할 때 필요한 폭이 넓어지는 제약이 뒤따랐다.◇ 연구 성과... 아무리 많은 주름을 가진 구조라도 겹겹이 접어 부드럽게 말아 보관연구팀은 이 한계를 넘기 위해 주름 구조에 인터레이싱(interlacing) 원리를 도입했다. 인터레이싱 구조란 여러 구성 요소를 접착해 고정시키기보다 서로 교차시키고 맞물리도록 구성해 요소들 사이 틈에서는 미끄러짐과 재배열이 가능하지만 맞물림 방향으로는 하중을 주고받아 단단하게 형태를 유지하는 엮임 기반 구조다.연구팀은 길이 방향으로 평행하게 배열한 금속 패널들을 서로 붙이지 않고 리본으로 촘촘히 엮어 고리(루프) 형태의 인터레이싱 조인트를 만들었다.부드럽지만 튼튼한 리본으로 구성된 인터레이싱 조인트는 패널 간 조밀한 구속을 제공한다. 따라서 튼튼한 접이식 주름 구조를 만들면서도 동시에 루프 틈을 따라 패널들의 국소 미끄러짐을 허용해 겹겹이 접힌 상태에서도 허브에 부드럽게 감기도록 한다.그 결과 층간 둘레 차로 인한 응력 집중을 미끄러짐으로 풀어주면서 엮임의 조밀한 밀도가 단면 안정성을 높여 전개 시 높은 강도를 확보할 수 있었다.연구팀은 단단한 소재 패널을 리본으로 엮는 방식을 통해 아무리 많은 주름을 가진 구조라도 겹겹이 접어 부드럽게 말아 보관할 수 있다고 설명했다.◇ 기대 효과... 단일 모터로 구동되는 ‘길어지는 로봇 팔’을 실제로 제작 연구팀은 단순한 이론 제시에 그치지 않고 단일 모터로 구동되는 ‘길어지는 로봇 팔’을 실제로 제작해 ‘인터레이싱 종이접기’ 구조가 다양한 전개형 로봇 시스템에 적용 가능함을 보였다.첫째, 로봇 청소기 크기의 소형 모바일 로봇에 적용해 수납 시에는 낮은 높이를 유지하다가 팔을 전개하면 선반 정리·엘리베이터 버튼 누름과 같은 높은 위치의 작업을 수행하는 데모를 선보였다.이 기술이 상용화되면 로봇 청소기는 바닥 먼지만 치우는 기기를 넘어 아이들의 장난감 정리나 세탁물 옮기기 등 집 안 곳곳에서 손이 많이 가는 일을 대신해 주는 ‘팔 달린 가사 로봇’으로 확장될 수 있다.둘째, 지름 약 1미터(m), 높이 약 1m의 모바일 로봇이 목표 위치에 도달한 뒤, 밑변 약 3.2m, 높이 약 3.4m의 정삼각뿔 프레임으로 전개돼 높이 약 2.5m 구조물을 출력하는 모바일 3D 프린팅 로봇 데모를 제시했다.연구진은 이번 연구를 통해 달·화성처럼 사람이 직접 가기 어려운 환경에서 로봇이 스스로 건축물을 세우고 이동하는 미래 건설 시스템의 가능성도 연 것이다.이러한 사례들은 콤팩트하게 작은 부피로 보관되면서도 전개 시에는 높은 강도 덕분에 실제 작업 하중을 견딜 수 있는 구조가 필요한 경우 이번 연구 성과가 직접적 도움을 줄 수 있음을 보여준다.◇ 연구진 의견... 공간과 과업에 맞게 전개되는 로봇이 피지컬 AI의 실용 플랫폼연구의 공동 주저자인 정순필 박사(현 서울대 재학)와 송재영 석사(현 한국조선해양 근무)는 “직물처럼 교차·맞물리는 인터레이싱 원리를 접힘 구조에 적용해 다층 구조의 층간 둘레 차 문제를 구조적으로 흡수하도록 설계했다”며 “그 결과 접고 말아 보관하는 이중 압축 방식으로 콤팩트한 보관이 가능하면서도 전개 시 촘촘한 엮임으로 높은 강도를 확보하는 종이접기 구조를 구현했다”고 말했다.연구책임자인 조규진 교수는 “우리는 종종 휴머노이드라는 한 가지 형태에 해법을 기대하지만 현장의 많은 문제는 환경과 과업에 따라 달라진다”며 “이번 결과는 형태를 바꾸어 공간과 과업에 맞게 전개되는 로봇이 피지컬 AI의 실용 플랫폼이 될 수 있음을 보여준다”고 밝혔다.◇ 연구진 진로정순필 박사는 현재 서울대학교 바이오로보틱스 실험실에서 박사후연구원으로 이 구조를 더 개량해 실제 로봇청소기에 로봇 암으로서 장착되기 위한 연구를 진행 중이다.송재영 석사는 현재 HD한국조선해양 자율제조로봇 연구실에서 로봇을 이용한 조선 공정의 자동화를 수행하고 있다.한편 본 연구는 과학기술정보통신부의 지원을 받는 한국연구재단(NRF)의 연구과제(RS-2023-00208052)의 지원을 받아 수행됐다.[참고 자료]- 논문명/저널 : “Foldable and Rollable Interlaced Structure for Deployable Robotic System”, Science Robotics- Press Package:https://www.dropbox.com/scl/fo/f8ladc6528jg6awzn35sw/AETl2CYX_mxf2m8AuuzwSRo?rlkey=bwaow9hauozvqbk0orp4sui9e&st=1rw6fbgh&dl=0- 참고 영상 : https://youtu.be/FysgitFVVBs
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2025-05-09▲ LG에너지솔루션-서울대 산학협력센터 확대 개편 [출처=LG에너지솔루션]LG에너지솔루션(대표이사 김동명)에 따르면 2025년 5월8일(목) 오후 서울대(총장 유홍림)에서 ‘산학협력센터 설립 협약식’을 개최했다.또한 2022년부터 공동으로 운영해 온 산학협력센터를 확대 개편하고 차세대 배터리 및 소재 관련 우수 인재 양성을 위한 협력을 더욱 강화하기로 했다.기존 서울대 화학부, 화학공학부 중심으로 이뤄졌던 협력 대상을 기계공학부까지 확장해 총 3개 학부를 아우르는 통합 산학협력센터로 확대하고 협력과제도 늘리기로 했다.실제 이번 협약식을 통해 화학부 분석 과제 5건, 화학생물공학부 차세대 배터리·셀(cell) 과제 4건 등 총 9건으로 진행되던 산학협력 과제는 기계공학부의 해석·시뮬레이션 과제 등 4건이 더해져 총 13개의 산학협력 과제로 늘어나게 됐다.이날 협약식에는 △LG에너지솔루션 CTO(최고기술책임자) 김제영 전무 △미래 기술센터장 정근창 부사장 △Cell 선행 개발 그룹장 이재헌 상무 △Pack 선행 개발 그룹장 강달모 상무 △분석 담당 박철희 상무 △서울대 김주한 연구부총장 △김도희 화학생물공학부장 △정택동 화학부장 △김호영 기계공학부장 △이종찬 산학협력센터장 등이 참석해 자리를 빛냈다.▲ LG에너지솔루션-서울대 산학협력센터 확대 개편 [출처=LG에너지솔루션]LG에너지솔루션은 30여 년간 쌓아온 배터리 설계와 제조 경험을 바탕으로 지속적인 연구개발(R&D)을 지속하고 있다.서울대는 기초과학과 공학 분야에서 탄탄한 연구 기반과 우수 인재를 보유하고 있다. 양측은 이번 산학협력을 통해 각자의 강점을 바탕으로 실질적인 기술 개발과 인재 양성에 박차를 가할 예정이다.한편 LG에너지솔루션은 국내외 유수 대학 및 연구 기관과 다양한 산학협력을 맺고 있다. 대표적으로 계약학과와 공동연구센터 FRL(Frontier Research Lab) 등을 통해 국내에는 △연세대 △고려대 △POSTECH △한양대 △KAIST와 협력을 진행하고 있다. 해외에는 미국 캘리포니아대 샌디에이고(UCSD), 독일 뮌스터대와 협력을 진행하고 있다.LG에너지솔루션 CTO 김제영 전무는 “서울대의 통합 산학협력센터 출범은 세계 최고의 배터리 기술력을 갖추기 위한 중요한 발걸음이다”며 “R&D 협력을 넘어 인재 양성과 미래 기술 선도를 위한 장기적 파트너십으로 발전시켜 나갈 것이다”고 밝혔다.서울대 김주한 연구부총장은 “LG에너지솔루션과 서울대의 연구 역량과 전문성이 집약된 이번 협력체계는 미래 배터리 기술의 혁신을 앞당기는 데 기여할 것이다”며 “서울대에서는 학문적 깊이와 산업 연계를 바탕으로 지속 가능한 연구 생태계를 함께 구축해 나갈 예정이다”고 설명했다.
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