Nonlinear-Behavior Inflatable and SMA Smart-Actuator Systems
연구 내용
인플레터블 튜브의 버클링 비선형 거동과 SMA 기반 인장·열-공압 복합 구동을 통합하여 모드 전환이 가능한 스마트 액추에이터를 설계하고 제어 가능성을 검증하는 연구
인플레터블 구조가 갖는 비선형 특성과 스마트 소재 구동을 결합해 구동 성능과 동작 다양성을 확보합니다. 인플레터블 튜브의 버클링과 고유 불안정성을 활용해 복잡한 로봇 거동 및 다안정성 기반 동작을 이끌어내는 설계 원리를 다룹니다. 또한 컴팩트한 연속체 로봇 모듈을 위한 programmable hybrid-drive actuator를 구성해 구동 모듈의 운용 가능성을 높입니다. SMA를 적용한 텐션 구동 키리기미 액추에이터로 형상 변형 기반의 구동 자유도를 확보하고, 열-공압 인공근육과 임베디드 SMA 스프링을 결합한 시너지 액추에이터에서는 단일 에너지 입력으로 협동·복합·대향 모드 같은 서로 다른 운용 모드를 구현하도록 설계합니다. 열역학 모델과 정역학 기반 예측을 연계해 거동을 설명합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
4편
관련 특허
0건
관련 프로젝트
1건
연구 흐름
초기에는 인플레터블 튜브의 버클링과 강성 변화가 만들어내는 비선형 거동을 규명하고, 특정 동작을 안정적으로 유지할 수 있는 다안정성 관점으로 확장했습니다. 이후 이러한 비선형 특성을 연속체 로봇 모듈로 옮기기 위해 programmable hybrid-drive actuator 개념을 적용하여 구동 모듈의 운용성을 정리했습니다. 다음 단계에서는 기하학적 패턴과 SMA 인장을 결합한 키리기미 액추에이터로 형상 변형 기반 구동을 구현하고, 마지막으로 열-공압 인공근육과 SMA 스프링을 임베디드해 펌프리스 형태의 다모드 구동으로 성능과 제어 가능성을 확장했습니다. 최근에는 공압 에너지 저장/방출 계열 로봇 개발 과제를 통해 구동 성능을 시스템 단위로 검증하는 방향으로 발전하고 있습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
Harnessing the nonlinear properties of buckling inflatable tubes for complex robotic behaviors
Programmable hybrid-drive actuator for compact and bimodal continuum robot modules
Shape memory alloy-based tensile activated kirigami actuators
Synergistic Operation of a Thermo-Pneumatic Artificial Muscle With Embedded Shape Memory Alloy Springs
관련 프로젝트
구분
제목
공압 에너지 저장/방출 락킹 메커니즘 기반 생체모방 소프트 점핑 로봇 개발