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RoCogMan LaB

한양대학교 로봇공학과

이성온 교수

Prosthetic Hand Development

3D Scanning

Mobile Robotics

RoCogMan LaB

로봇공학과 이성온

RoCogMan 연구실은 로봇이 실제 환경에서 인간과 같이 다양한 작업을 수행할 수 있도록 인식, 파지, 조작 기술을 중심으로 연구를 진행하고 있습니다. 연구실은 카메라, LIDAR 등 첨단 센서를 활용한 물체 인식, 6D 포즈 추정, 딥러닝 기반의 파지점 추출 등 로봇의 지각 능력을 극대화하는 기술을 개발하고 있습니다. 이러한 인식 기술은 로봇이 복잡한 환경에서도 안정적으로 물체를 탐지하고, 정확한 위치와 자세를 파악할 수 있도록 지원합니다. 파지 및 조작 분야에서는 인간의 손과 팔의 움직임을 모사한 인간형 로봇 핸드, 산업용 그리퍼, 양팔 로봇 등 다양한 로봇 플랫폼을 개발하고 있습니다. 전통적인 모델 기반 제어와 최신 데이터 기반 학습 방법을 융합하여, 불확실한 환경에서도 효과적으로 물체를 파지하고 조작할 수 있는 고난이도의 조작 지능을 구현하고 있습니다. 이러한 기술은 의료, 산업, 서비스 등 다양한 실제 현장에 적용되어, 자동화 조립, 물류, 의료 수술 등에서 혁신적인 성과를 내고 있습니다. 의료 및 뇌신경 자극 분야에서도 연구실은 독보적인 기술력을 보유하고 있습니다. 비침습적 뇌자극(TMS), 초음파 기반 신경자극, 웨어러블 뇌자극 장치 등 첨단 의료로봇 시스템을 개발하여, 임상 현장에서의 치료 효율성과 환자 안전성을 크게 향상시키고 있습니다. 또한, MRI 기반 뇌영상 처리, 딥러닝 기반 두개골 분할, 3D U-Net 등 의료 영상 분석 기술을 통해 신경과학 및 의료로봇 융합 연구를 선도하고 있습니다. 연구실은 인간형 로봇 핸드, 인공 의수, 산업용 그리퍼 등 다양한 로봇 엔드이펙터의 설계 및 개발에도 집중하고 있습니다. 경량화, 고자유도, 적응형 파지 등 혁신적인 설계 기법을 도입하여, 실제 임상 및 산업 현장에서 활용 가능한 제품을 개발하고 있습니다. 이러한 기술은 국내외 기업 및 연구기관과의 협력을 통해 상용화 및 기술이전이 활발히 이루어지고 있습니다. RoCogMan 연구실은 앞으로도 로봇공학, 의료로봇, 뇌과학, 인공지능 등 다양한 학문 분야와의 융합을 통해, 인간과 로봇이 공존하는 미래 사회를 위한 핵심 기술 개발에 앞장설 것입니다. 실제 현장 적용을 위한 실용적 연구와 함께, 사회적 약자를 위한 보조공학, 차세대 인터페이스, 스마트 자동화 등 다양한 분야로 연구 영역을 확장해 나가고 있습니다.

Prosthetic Hand Development
3D Scanning
Mobile Robotics
실세계 작업을 위한 로봇 인식, 파지 및 조작 기술
RoCogMan 연구실은 로봇이 실제 환경에서 다양한 작업을 수행할 수 있도록 인식, 파지, 조작 기술을 심도 있게 연구합니다. 인식 기술은 카메라, LIDAR 등 다양한 센서를 활용하여 물체의 위치와 자세를 정확히 파악하는 것을 목표로 하며, 이를 위해 RGB-D 카메라 기반의 6D 포즈 추정, 딥러닝 기반 물체 인식, 파지점 추출 등 첨단 알고리즘을 개발하고 있습니다. 이러한 기술은 로봇이 복잡한 환경에서도 안정적으로 물체를 인식하고, 작업 대상을 정확히 파악할 수 있도록 지원합니다. 파지 및 조작 기술은 인간의 손과 팔의 움직임을 모사하여, 로봇이 다양한 형태와 크기의 물체를 섬세하게 잡고 조작할 수 있도록 하는 데 중점을 둡니다. 연구실에서는 인간형 로봇 핸드, 산업용 그리퍼, 양팔 로봇 등 다양한 로봇 플랫폼을 개발하고, 파지 및 조작의 원리를 규명하여 고난이도의 조작 지능을 구현하고 있습니다. 특히, 전통적인 모델 기반 제어와 최신 데이터 기반 학습 방법을 융합하여, 물체의 정보가 불완전한 상황에서도 효과적으로 파지와 조작이 가능한 'Advanced Blind Grasping' 기술을 선도적으로 연구합니다. 이러한 인식-파지-조작 통합 기술은 의료, 산업, 서비스 등 다양한 실제 현장에 적용되고 있습니다. 예를 들어, 의료용 로봇의 정밀한 수술 도구 조작, 산업 현장의 자동화 조립 및 물류, 서비스 로봇의 일상적 물체 조작 등 다양한 분야에서 실질적인 성과를 내고 있으며, 국내외 유수의 기업 및 연구기관과의 협력을 통해 기술이전 및 상용화도 활발히 이루어지고 있습니다.
의료 및 뇌신경 자극을 위한 로봇 시스템과 융합 기술
연구실은 의료 현장에서 활용 가능한 첨단 로봇 시스템 개발에 주력하고 있습니다. 특히, 비침습적 뇌자극(경두개자기자극, TMS) 및 초음파 기반 신경자극 등 뇌과학과 의료로봇 융합 분야에서 독보적인 연구 역량을 보유하고 있습니다. TMS 자동화 로봇 시스템은 기존의 수동 방식보다 훨씬 높은 정밀도와 재현성을 제공하며, 환자의 안전성과 치료 효율성을 크게 향상시키고 있습니다. 이러한 시스템은 실제 임상 현장에서 우울증 등 뇌질환 치료에 적용되어, 치료 효과와 환자 만족도 모두에서 우수한 평가를 받고 있습니다. 또한, 연구실은 뇌영상 처리, MRI 기반 두개골 분할(skull stripping), 3D U-Net 등 딥러닝 기반 의료 영상 분석 기술도 활발히 개발하고 있습니다. 이를 통해 뇌 영역의 정밀한 추출, 신경자극 위치의 정확한 지정, 치료 전후의 뇌 변화 분석 등 다양한 의료 응용에 기여하고 있습니다. 초음파를 이용한 비침습적 신경자극, 웨어러블 뇌자극 장치, 자동화된 포지셔닝 시스템 등은 뇌과학, 신경공학, 의료로봇 분야의 융합을 이끌고 있습니다. 이러한 의료 및 뇌신경 자극 로봇 시스템은 가상현실(VR), 실감교류, 감각 생성 등 차세대 인터페이스와도 연계되어, 인간-로봇-뇌의 상호작용을 혁신적으로 확장시키고 있습니다. 연구실은 과학기술정보통신부, 산업통상자원부 등 다양한 국가 연구과제를 수행하며, 의료로봇의 실용화와 뇌과학 연구의 발전에 크게 기여하고 있습니다.
로봇 핸드 및 인공 의수 개발과 산업적 응용
RoCogMan 연구실은 인간형 로봇 핸드와 산업용 그리퍼, 인공 의수 등 다양한 로봇 엔드이펙터의 설계 및 개발에 있어 국내외 선도적인 위치를 차지하고 있습니다. 인간수준의 파지 및 조작을 목표로, 고자유도(16자유도) 로봇 핸드, 기어링키지 구동 모듈형 핸드, 직접구동 핸드 등 다양한 형태의 로봇 손을 개발하였으며, 이들 기술은 Google, MS, Meta, Nvidia 등 글로벌 기업과 세계 유수 연구기관, 대학에서 연구용 및 산업용으로 널리 활용되고 있습니다. 특히, 손가락 절단 환자를 위한 경량 인공 의수, 적응형 파지 기능을 갖춘 의수 모듈 등은 실제 임상 적용을 목표로 개발되어, 환자의 삶의 질 향상에 기여하고 있습니다. 3D 프린팅, 텐던 및 액추에이터 기반의 메커니즘, 토션스프링을 이용한 적응형 파지 등 혁신적인 설계 기법을 도입하여, 경량화와 고기능성을 동시에 달성하였습니다. 또한, 산업 현장에 적용 가능한 로봇 그리퍼는 다양한 물체를 신속하고 안정적으로 파지할 수 있도록 설계되어, 자동화 조립, 물류, 제조 등에서 높은 효율성을 보여주고 있습니다. 이러한 로봇 핸드 및 의수 기술은 다수의 특허 등록과 기술이전, 상용화로 이어지고 있으며, 국내외 기업과의 협력을 통해 실제 제품화 및 현장 적용이 활발히 이루어지고 있습니다. 연구실은 앞으로도 인간-로봇 상호작용의 한계를 극복하고, 사회적 약자를 위한 보조공학, 산업 자동화 등 다양한 분야로 연구 영역을 확장해 나가고 있습니다.
1
Real-time 6DoF full-range markerless head pose estimation.
Algabri, Redhwan, Hyunsoo Shin, Sungon Lee
Expert Systems with Applications, 2024
2
Robotic transcranial magnetic stimulation in the treatment of depression: a pilot study
Shin, Hyunsoo, et al.
Scientific Reports, 2023
3
Development of an Inspection Robot Operating on a Single Square Rail Track.
Ryu, Wooseok, Sungon Lee
The Journal of Korea Robotics Society, 2022
1
실감교류를 위한 비침습뇌자극 시스템 개발 (과학기술정보통신부 글로벌프론티어 2015~2019)
과학기술정보통신부
2015년 ~ 2019년
2
마커리스 네비게이션을 위한 6D 포즈 추정 기술 개발
과학기술정보통신부(2017Y)
2025년 03월 ~ 2026년 02월
3
로봇암 융합 일체형 자동화 경두개 자기자극[TMS] 치료시스템 개발
중소벤처기업부(2017Y)
2025년 ~ 2025년 12월