Brain-Robot Interface(뇌-로봇 인터페이스)는 인간의 뇌 신호를 직접적으로 로봇 시스템에 연결하여, 사용자의 의도를 실시간으로 기계에 전달하는 첨단 융합 기술입니다. 본 연구실에서는 뇌파(EEG)나 기타 생체 신호를 해석하여 로봇의 움직임을 제어하는 방법을 집중적으로 연구하고 있습니다. 이를 통해 신체적 장애를 가진 사용자가 자신의 의지로 로봇 팔이나 보조기구를 조작할 수 있는 기반을 마련하고 있습니다. 이러한 연구는 신경과학, 기계공학, 제어공학, 인공지능 등 다양한 학문 분야의 융합을 필요로 하며, 신호 처리, 패턴 인식, 실시간 제어 알고리즘 개발 등 복합적인 기술적 도전이 동반됩니다. 연구실에서는 실제 임상 환경에서 적용 가능한 시스템 개발을 목표로, 뇌 신호의 노이즈 제거, 신호의 실시간 해석, 그리고 로봇의 정밀한 동작 제어를 위한 하드웨어 및 소프트웨어를 통합적으로 개발하고 있습니다. 이 기술은 향후 재활 로봇, 보조공학, 인간-기계 상호작용(HMI) 분야에서 혁신적인 변화를 이끌 것으로 기대됩니다. 특히, 뇌졸중 환자나 신체 장애인의 재활 치료, 일상생활 보조, 그리고 산업 현장에서의 응용까지 다양한 분야로 확장될 수 있으며, 인간의 삶의 질을 크게 향상시킬 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다.

재활 로봇 공학은 신체적 장애를 가진 환자들의 기능 회복과 일상생활 복귀를 지원하기 위한 로봇 시스템의 개발 및 응용을 다루는 분야입니다. 본 연구실은 특히 상지 및 하지 재활을 위한 착용형 로봇, 햅틱 피드백 기반 재활 장치, 그리고 환자 맞춤형 재활 운동 시스템 개발에 주력하고 있습니다. 최근에는 2자유도 착용형 상지 재활운동 로봇, 햅틱 로봇 기반 상지 재활, 그리고 보급형 어깨관절 재활운동 로봇 등 다양한 연구 성과를 발표하였습니다. 연구실에서는 환자의 생체 신호와 운동 데이터를 실시간으로 분석하여, 재활 운동의 강도와 패턴을 자동으로 조절하는 스마트 재활 시스템을 개발하고 있습니다. 또한, 가정용 재활 로봇 시스템, 임상 친화적인 경직측정 보조시스템 등 실제 의료 현장과 일상생활에서 활용 가능한 솔루션을 제공하기 위해 다양한 임상 연구와 현장 적용 실험을 병행하고 있습니다. 이러한 연구는 재활 치료의 효율성과 환자의 자율성을 크게 높일 수 있으며, 의료진의 부담을 줄이고, 환자 개개인에 맞춘 맞춤형 재활 치료를 가능하게 합니다. 앞으로도 인공지능, 웨어러블 센서, 가상현실(VR) 등 첨단 기술과의 융합을 통해 재활 로봇 분야의 혁신을 선도할 계획입니다.

생체역학(Biomechanics)과 동역학 및 제어는 인간의 움직임을 물리적, 기계적 관점에서 분석하고, 이를 바탕으로 로봇 시스템의 설계와 제어에 적용하는 핵심 연구 분야입니다. 본 연구실은 인간의 보행, 달리기, 상지 및 하지의 다양한 운동 패턴을 정밀하게 분석하여, 효율적이고 안전한 로봇 동작을 구현하는 데 중점을 두고 있습니다. 예를 들어, 신발의 굽힘 강성이 달리기 에너지 효율에 미치는 영향, 경사 보행 시 에너지 최적화, 가속 보행 시 추진력 전략 등 다양한 주제로 국제 저널 및 학회에서 활발히 연구 성과를 내고 있습니다. 이러한 연구는 실험적 데이터 수집, 수치 해석, 동역학 모델링, 그리고 제어 알고리즘 개발 등 다양한 방법론을 통합적으로 활용합니다. 특히, 인간의 관절 운동, 근육 활성도, 지면 반력(GRF) 등 생체역학적 지표를 정량적으로 분석하여, 로봇 시스템의 설계와 제어에 반영함으로써 인간과 유사한 자연스러운 움직임을 구현하고 있습니다. 또한, 웨어러블 기기와 센서를 활용한 동작 데이터 측정 및 분석 기술도 적극적으로 개발하고 있습니다. 이 연구는 재활 로봇, 보행 보조 시스템, 웨어러블 기기, 운동 보조기구 등 다양한 응용 분야로 확장될 수 있습니다. 향후에는 인공지능 기반의 예측 제어, 실시간 피드백 시스템, 그리고 맞춤형 운동 처방 등과의 융합을 통해, 더욱 정밀하고 효과적인 인간-로봇 상호작용 기술을 개발해 나갈 예정입니다.