이 연구실은 상지, 손, 어깨, 족부 등 다양한 신체 부위를 대상으로 하는 재활로봇 기술을 핵심 연구축으로 삼고 있다. 단순한 보조 장치 개발에 그치지 않고, 환자의 운동 기능 회복 과정에 실제로 기여할 수 있는 기구 설계, 제어, 임상 적용, 사용성 검증까지 전 주기를 포괄하는 연구를 수행한다. 특히 뇌졸중, 신경계 손상, 수술 후 기능 저하, 고령자 운동 저하와 같은 실제 재활 수요를 중심으로 로봇의 구조와 기능을 설계한다. 연구 방법론 측면에서는 경량 착용형 로봇, 케이블 구동 메커니즘, 중력보상 장치, 손가락 및 손목 재활 시스템, 근전도 기반 능동 보조 제어, XR 기반 훈련 콘텐츠, 게임화 인터페이스 등을 통합한다. 환자의 의도를 반영하여 필요한 만큼만 보조력을 제공하고, 반복 훈련의 지루함을 줄이기 위해 상호작용형 콘텐츠와 원격 모니터링 기술을 접목하는 점이 특징이다. 또한 재활 효과를 정량화하기 위해 관절 운동 범위, 근활성, 운동 협응, 힘 생성 패턴, 사용성 평가 등의 지표를 함께 분석한다. 이러한 연구는 병원 중심 재활을 가정과 지역사회로 확장하는 데 중요한 의미를 가진다. 실제로 원격재활, 재택재활, 디지털 트윈 기반 돌봄 플랫폼, 환자 중심 비대면 자가재활 시스템 개발 프로젝트들이 이를 뒷받침한다. 연구실의 성과는 향후 개인 맞춤형 디지털 헬스케어, 고령사회 대응 재활 서비스, 의료기기 사업화 및 임상 중개연구로 이어질 가능성이 크다.

이 연구실은 재활을 단순한 반복 운동이 아니라 뇌와 말초 신체가 다시 연결되는 학습 과정으로 보고, 뇌-기계 인터페이스와 신경가소성 촉진 기술을 적극적으로 연구한다. 주요 대상은 뇌졸중 환자와 신경학적 장애 환자이며, 손과 상지 기능 회복을 위해 뇌신호, 근전도, 동작 정보, 감각 피드백을 통합하는 폐루프 재활 시스템을 개발한다. 이는 환자의 잔존 기능을 최대한 활용하면서 회복 가능성을 높이는 정밀 재활 접근이다. 구체적으로는 EEG와 EMG를 이용한 운동 의도 인식, 실시간 뇌신경계 상태 디코딩 AI, 멀티모달 감각 피드백, 전기자극, XR 재활 콘텐츠, 뇌활성도 기반 뉴로피드백 등이 연구에 포함된다. 최근에는 적응형 AI를 활용해 환자 상태 변화에 따라 재활 자극과 로봇 보조 전략을 동적으로 조절하는 방향으로 확장되고 있다. 또한 근육 시너지 분석, 비정상 협응 패턴 교정, 운동 수행 중 생체신호 해석을 통해 단순 동작 성공 여부를 넘어 회복 메커니즘 자체를 이해하려는 시도가 이루어진다. 이 연구의 궁극적 목표는 환자별 중증도와 회복 단계에 맞춘 개인화 재활을 구현하는 것이다. 신경가소성 촉진과 운동 의도 기반 로봇 보조가 결합되면 환자는 더 높은 몰입감과 능동성을 경험할 수 있고, 이는 장기적 기능 회복에도 긍정적인 영향을 줄 수 있다. 나아가 이러한 기술은 뇌질환 치료, 노화 대응 운동 보조, 차세대 디지털 재활 의료기기 개발로 확장될 수 있는 잠재력을 가진다.

이 연구실은 인간 손의 구조와 촉각 특성을 모사하여 로봇 핸드와 의수, 착용형 보조장갑의 조작 성능을 향상시키는 연구를 수행한다. 인간 손바닥에서 영감을 받은 다층 인공피부, 다자유도 로봇 손, 정밀 파지 기술, 기능성 의수와 같은 주제가 대표적이다. 단순히 물체를 쥐는 수준을 넘어서, 다양한 형상과 재질의 물체를 안정적으로 파지하고 세밀하게 조작할 수 있는 손 기능 구현을 목표로 한다. 핵심 기술로는 생체모사 피부 구조 설계, 근접센서 기반 지능형 파지, 촉각 및 고유수용감각 피드백, 다감각 센서 융합, 휴머노이드 로봇 손 설계, 3차원 곡면에 일체화되는 전자피부와 촉각센서 개발이 있다. 연구실의 논문에서는 인간 손바닥 구조를 모사한 인공피부가 안정성과 조작성이라는 상충 요소를 동시에 개선할 수 있음을 보였고, 관련 프로젝트에서는 초소형 근접 3차원 센서와 멀티모달 감각 기술을 활용한 고정밀 조작 작업용 로봇 손 개발이 추진되고 있다. 이는 산업용 로봇과 보조공학 장치 모두에 적용 가능한 기반기술이다. 이 연구는 재활공학과 산업 로봇 기술을 연결한다는 점에서 특히 의미가 크다. 손 기능 장애를 가진 사용자를 위한 착용형 보조장갑과 의수 개발뿐 아니라, 물류 자동화나 휴머노이드 로봇을 위한 지능형 그리퍼 기술로도 이어질 수 있다. 결과적으로 연구실은 인간 손의 감각과 운동 전략을 공학적으로 재현하여, 사람 수준의 정밀 조작과 적응적 상호작용이 가능한 차세대 로봇 손 생태계를 구축하고자 한다.