• 한국의류산업학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.106-117
• /
• 2021

This study proposes a design process for an upper limb assistive wearable soft robot that will enable the development of a clothing product for an upper limb assistive soft robot. A soft robot made of a flexible and soft material that compensates for the shortcomings of existing upper limb muscle strength assistive devices is being developed. Consequently, a clothing process of the upper limb assistive soft robot is required to increase the possibility of wearing such a device. The design process of the upper limb auxiliary soft robot is presented as follows. User analysis and required performance deduction-Soft robot design-upper limb assistive wearable soft robot prototype design and production-evaluation. After designing the clothing according to the design process, the design was revised and supplemented repeatedly according to the results of the clothing evaluation. In the post-production evaluation stage, the first and second prototypes were attached to actual subjects, and the second prototype showed better results. The developed soft robot evaluated if the functionality as a clothing function and the functionality as the utility of the device were harmonized. The convergence study utilized a process of reducing friction conducted through an understanding and cooperation between research fields. The results of this study can be used as basic data to establish the direction of prototype development in fusion research.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.531-537
• /
• 2015

Hand function is one of the essential functions required to perform the activities of daily living, and wearable robots that assist or recover hand functions have been consistently developed. Previously, wearable robots commonly employed conventional robotic technology such as linkage which consists of rigid links and pin joints. Recently, as the interest in soft robotics has increased, many attempts to develop a wearable robot with a soft structure have been made and are in progress in order to reduce size and weight. This paper presents the concept of a soft wearable robot composed of a soft structure by comparing it with conventional wearable robots. After that, currently developed soft wearable robots and related issues are introduced.

• 로봇학회논문지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.359-366
• /
• 2023

In order to fully utilize the functions of the hand which is the end effector of the upper limb, other parts of the upper limb have to perform their own roles. Among them, the pronation and supination of the forearm, which allows the hand to rotate along the longitudinal direction of the forearm, play an important role in activities of daily living. In this paper, a soft wearable robot that assists the pronation and supination of the forearm for individuals with weakened or lost upper limb function is proposed. The wearable robot consists of an anchoring part with polymer (wrist strap, elbow strap), a tendon with a belt and wire, and an actuation module. It was developed based on the requirements with respect to friction of anchoring part, forearm compression, and friction of the tendon. It was confirmed that these requirements were satisfied through literature review and experiments. Since all components exist within the forearm when worn, it is expected to be easy to combine with the already developed soft wearable robots for the hand, wrist, elbow, and shoulder.

• 한국의류산업학회지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.640-655
• /
• 2019

Technology status was investigated by analyzing patents and development cases of wearable robots. Development direction of wearable robot for wearability was also suggested by understanding the problems of wearability from development cases through the FGI technique. The number of patents per technical field was the most in the field of strength support, but AI in the technology field was different in each country; Korea was found to be poor in the category of daily living assistance. The number of patents by technology category was the most in the category of muscular strength assistance. However, the values of AI in the technology category were different in each country; Korea was found to be poor in the category of daily living assistance. Development cases were focused on rehabilitation, so development is not fulfilled uniformly by use purpose. By wearing body parts, robots with single function type were mainly developed. Rigid material robots were mainly developed. It was confirmed that wearable robot technology is not developed evenly in the category of application because it is in the early stage of the technical proposal and centered on main performance improvement. We derived twelve wearable conditions for wearable robots: Shape and Size Appropriateness, Movement Appropriateness, Composition Appropriateness, Physiological Appropriateness, Performance Satisfaction, Ease of Operation, Safety, Durability, Ease of Dressing, Ease of Cleaning, Portability and Ease of Storage and Appearance Satisfaction. Finally, the development direction of a wearable robot for each wearable condition was suggested.

• Composites Research
• /
• 제33권2호
• /
• pp.50-54
• /
• 2020

소프트 로봇 및 웨어러블 소자는 대변형 및 큰 유연성을 요구한다. 이에 따라, 소프트 로봇 또는 웨어러블 소자에 부착하여 사용할 수 있는 신축성 스트레인 센서의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 폴리우레탄과 은나노꽃입자를 혼합하여 신축성과 전기전도성을 갖는 복합 섬유를 제조하였다. 이러한 복합 섬유는 스트레인에 따라 섬유의 저항이 변하게 되어 신축성 스트레인 센서로 가능성이 높다. 복합 섬유를 신축성 스트레인 센서로 활용하기 위해서, 복합 섬유의 기계적, 전기적 특성을 측정, 분석하였다.

• 로봇학회논문지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.79-85
• /
• 2021

Soft fluidic actuators (SFAs) are widely utilized in various areas such as wearable systems due to the inherent compliance which allows safe and flexible interaction. However, SFA-driven systems generally require a large pump, multiple valves and tubes, which hinders to develop a miniaturized system with small range of motion. Thus, a highly integrated soft actuator needs to be developed for implementing a compact SFA-driven system. In this study, we propose an electro-hydraulic soft zipping actuator that can be used as a miniature pump. This actuator exerts tactile force as a dielectric liquid contained inside the actuator pressurized its deformable part. In addition, the proposed actuator can estimate the internal dielectric liquid thickness by using its self-sensing function. Besides, the electrical characteristics and driving performance of the proposed system were verified through experiments.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.544-549
• /
• 2006

본 논문은 인간의 보조 역할을 하기 위해 자율적인 명령을 내리고 사용자가 직접 제어할 수 있는 지능형 주행 판단 시스템(Judgment System for Intelligent Movement; JSIM)에 대한 연구이다. 본 논문에서는 제어 대상은 이동 로봇으로 한정한다. 이동 로봇은 지능형 주행 판단 모듈을 휴대한 사용자에게 영상정보와 초음파 센서 정보를 제공하고 가이드 역할을 수행한다. 그리고 PDA와 센서박스로 구성된 지능형 주행 판단 시스템은 이동로봇으로부터 얻은 정보와 사용자 명령을 입력으로 사용하는 소프트 컴퓨팅 기법을 이용하여 이동로봇의 속도와 방향을 결정하고 다양한 기능을 수행하도록 로봇을 원격으로 제어한다. 본 논문에서는 몸에 착용하고 주변장치들과 통신을 하며 지능적 판단을 할 수 있는 지능형 주행 판단시스템을 구성하고 실제 환경에서 지능적 판단 알고리즘 적용과 이동로봇을 제어하는 시스템을 구현하여 제안한 시스템의 실현 가능성을 검증한다. 지능 알고리즘은 계층적 퍼지 구조와 신경망을 융합한 구조이다.

• Composites Research
• /
• 제35권6호
• /
• pp.378-393
• /
• 2022

마찰전기 나노발전기(이하 TENG)의 새로운 발전 기술은 에너지 수집 및 자가 전력 공급 감지 응용 분야의 긍정적 전망으로 인해 점점 더 많은 관심을 받고 있다. 또한 최근 소프트로봇의 부상은 플렉시블과 소프트센서, 액추에이터 개발에 대한 폭넓은 관심을 불러 일으키고 있다. TENG는 액추에이터와 자가 전력 공급 센서를 구동하는 유망한 전원으로 간주되어 소프트웨어 로봇, 소프트 센서 및 액추에이터 개발을 위한 독창적인 방법을 제공한다. 이 리뷰에서는 TENG를 기반으로 다양한 형태와 기능을 가진 소프트웨어 로봇을 소개하려 한다. 그 중 자연계의 구조, 표면 형태, 재료 특성과 센싱/발전 메커니즘을 모방한 바이오닉 소프트 로봇의 설계는 TENG 성능 향상에 큰 도움이 되었다. 또한 다양한 바이오닉 소프트 로봇은 TENG의 간단한 구조, 자체 전력 공급 특성 및 조정 가능한 출력으로 인해 이전 구동 방식보다 향상되었다. 그리하여 이 리뷰에서는 TENG가 활성화한 소프트 로봇 응용의 특정 핵심 영역에서 다양한 연구를 종합적으로 검토하려 한다. 리뷰를 요약하자면 먼저 최근 개발된 다양한 TENG 기반 소프트웨어 로봇을 정리하고 다양한 장비 구조, 표면 형태 및 자연적으로 영감을 받은 재료를 비교 분석하여 그에 따른 TENG 성능 개선을 수행한다. 자연계에 사용되는 다양한 유비쿼터스 감지 원리와 발전 메커니즘 및 유사한 인공 TENG 설계가 확인되었고 촉각 디스플레이 및 웨어러블 기기, 인공 전자 피부 등의 기기에 TENG를 활성화하는 바이오닉 응용에 대해 논의한다. 마지막으로 TENG 기반 센서 및 구동 장비의 로봇 실제 적용에 대한 발전 기회, 도전 및 미래 전망을 분석한다.

• 공업화학
• /
• 제34권4호
• /
• pp.347-356
• /
• 2023

액정 엘라스토머 섬유는 1차원 형태로서 소프트 로봇, 생체모방 구동기 등의 다양한 분야에서 광범위하게 응용되고 있다. 액정 엘라스토머는 액체의 유동성과 고체의 질서도 그리고 고무의 탄성을 포함하며 이를 바탕으로 한 자극-응답성을 가지고 있다. 특히, 형상가변 측면에서 열, 빛, 전기장, 자기장 등의 다양한 자극에 대한 응답성을 프로그래밍하여 사용하면 높은 자유도와 더불어 물건 들어올리기, 꼬임, 회전 등 다양한 움직임을 구현할 수 있다. 따라서, 액정 엘라스토머 섬유는 인공근육, 소프트로봇, 웨어러블 기술, 센싱 기술 등 다양한 분야로의 응용가능성을 가지고 있다. 이런 액정 엘라스토머 섬유의 연구는 기존 단순 섬유를 넘어서는 다양한 기능성을 포함할 수 있는 스마트 소재로서 도래한 4차 산업에서 다양한 분야에 활용도가 높다고 평가된다. 본 총설에서는 액정 엘라스토머 섬유의 구조 및 기본 특성에 대해 소개하고, 배향 기반 제작법과 이를 이용한 인공근육, 스마트 패브릭, 소프트 로봇 등, 다양한 응용에 대해 최신 연구 동향을 소개한다.