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2020/09/10 기획 > 기획 > ERICA

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ERICA 바이오로보틱스 연구실, 한국로봇종합학술대회 ‘레드쇼’에서 최우수상 수상

어깨 절단자를 위한 웨어러블 sEMG 측정용 베스트 및 어깨 견착용 로봇 팔 선보여

ERICA

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http://www.hanyang.ac.kr/surl/y18ZB

내용
지난달 18일에 열린 한국로봇종합학술대회 ‘레드쇼(RED Show)’에서 한양대학교 ERICA 바이오로보틱스 연구실(전자공학과 최영진 교수, 이슬아 박사, 김선홍 대학원생)이 최우수상을 받았다.
 
레드쇼(RED Show)는 실세계의 문제를 공학적, 디자인적으로 해결하기 위해 창작한 로봇을 시연하는 행사이다. 이날 총 30개의 작품이 시연됐고, 한양대학교는 ‘어깨 절단자를 위한 웨어러블 sEMG 측정용 베스트 및 어깨 견착용 로봇 팔’을 시연했다.

한양대 바이오로보틱스 연구실은 유연한 소재와 견고한 소재를 혼합한 웨어러블 sEMG(surface EMG) 측정용 베스트(vest)와 기계학습 알고리즘을 이용한 로봇 팔을 개발했고 어깨 견착을 위해 경량화에 중점을 두고, 근전도 신호를 통해 로봇 팔이 제어되도록 설계됐다. 이렇게 설계된 스마트 웨어러블 로봇은 제어, 재활, 의료 등 다양한 분야에서 활용이 가능하다.
 
▲ 웨어러블 sEMG 측정용 베스트 설명


관련된 내용을 더 자세히 알아보기 위해 김선홍 학생과의 인터뷰를 진행했다.


Q. ‘어깨 절단자를 위한 웨어러블 sEMG 측정용 베스트 및 어깨 견착용 로봇 팔’을 소개해주세요.

 
“기존 상용 소켓 및 전극은 착용의 불편함과 피부 트러블 등의 문제점들이 있으며, 어깨 절단자는 남아있는 근육에서 다양한 생체신호를 획득하기 어렵다는 한계가 있습니다. 그래서 저희는 문제를 해결하기 위해 착용이 편리하고 피부 트러블이 없는 소재를 활용한 소켓을 제작했습니다. 그리고 CNN 알고리즘을 통해 견갑골의 움직임에 따라 활성화되는 근육 신호들의 조합을 모션으로 분류했습니다. 이를 통해 먹기, 마시기, 물건 옮기기 등 일상생활에 도움이 될 수 있도록 설계된 로봇입니다.”
 
▲ sEMG의 전극 배치와 로봇에 사용된 CNN 알고리즘 개념도


Q. 어깨 견착을 위해 경량화에 중점을 두고 설계하셨다고 했는데요, 이 외에도 중점을 두고 설계한 부분이 있나요?

 
“사람 팔처럼 구동하기 위해 각 관절마다의 구동 범위를 사람의 구동 범위와 유사하도록 설계했습니다. 또한 착용자가 사용할 경우 전선이 외부로 나오는 것을 최소화하는 것이 중요하기 때문에 프레임리스 모터 회전축의 중공을 통해 전선이 지나갈 수 있도록 설계했습니다.”
 
▲ 어깨의 움직임에 따라 변하는 전극채널의 주파수

Q. 이 의수를 이용하면 어느 정도까지 실제 팔처럼 구동되나요?

 
“근전도 신호의 조합으로 만들어진 9개의 모션을 통해 로봇핸드의 위치를 직교축 방향 이동 및 로봇핸드의 파지를 조작할 수 있도록 제어기를 설계했습니다. 하지만 제한적인 모션 개수로 인해 핸드의 회전이동을 포함하지 않았기 때문에 사람처럼 물건을 원하는 방향으로 잡도록 조작하는 것이 어렵습니다. 이러한 부분들은 개선을 통해 착용자가 실제 팔처럼 조작할 수 있도록 하고 싶습니다.”
 
Q. 입상 소감과 향후 목표를 말해주세요.
 

“레드쇼 준비를 통해 많은 점을 배울 수 있었으며, 참가할 수 있도록 기회를 주신 최영진 교수님과 같이 준비에 많은 도움을 준 이슬아 박사님, 그리고 바이오로보틱스 연구실 구성원에게 감사의 말씀을 드리고 싶습니다. 세상을 이롭게 하는 로봇을 연구하는 로봇공학자가 되도록 계속 도전해 나가겠습니다. 감사합니다.”
 
▲ 어깨 움직임을 통한 물마시는 모션
 
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