이태용 연구실
휴먼기계바이오공학과 이태용
이태용 연구실은 휴먼기계바이오공학과를 기반으로, 인간의 움직임과 생체조직의 기계적 특성, 그리고 맞춤형 의료기기 개발에 중점을 두고 있는 융합 연구실입니다. 연구실은 족부 생체역학, 보행 분석, 연부조직의 기계적 특성 평가, 그리고 골질환의 진단 및 치료 기술 개발 등 다양한 분야에서 활발한 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 당뇨발, 족부 변형, 골다공증 등 고령자 및 만성질환자의 삶의 질 향상을 위한 실용적 연구에 집중하고 있습니다.
연구실은 3차원 유한요소 해석, 인덴터 시스템, 동적 기계 분석, 나노인덴테이션 등 첨단 실험 및 시뮬레이션 기법을 활용하여, 발바닥 연부조직의 강성, 변형, 내부 응력 분포, 그리고 뼈 조직의 미세구조와 기계적 특성을 정밀하게 분석하고 있습니다. 이를 바탕으로, 족부 건강 관리 시스템, 맞춤형 인솔, 족부 변형 예측 소프트웨어 등 환자 맞춤형 의료기기와 진단 솔루션을 개발하고 있으며, 실제 임상 현장과 산업계에서 활용 가능한 기술로 발전시키고 있습니다.
또한, 인공지능 및 데이터사이언스 기술을 접목하여, 보행 분석 데이터 수집 및 역동역학 모델 개발, 족부 질환 예측 모델링, 그리고 디지털 정형외과 진단 보조 소프트웨어 등 차세대 의료기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 다양한 산학협력 프로젝트와 정부 과제, 특허 출원 및 기술이전을 통해 연구성과의 사회적 확산과 실용화를 적극적으로 추진하고 있습니다.
이 연구실은 국내외 학술지 논문 발표, 특허 등록, 산학협력 및 학회 활동 등에서 탁월한 성과를 거두고 있으며, 다수의 수상 경력을 통해 연구의 우수성을 인정받고 있습니다. 연구실의 구성원들은 다양한 전공과 배경을 바탕으로 융합적이고 창의적인 연구를 수행하며, 미래 의료기술과 바이오공학 분야의 혁신을 선도하고 있습니다.
이태용 연구실은 앞으로도 인간 중심의 바이오공학, 정밀 의료기기, 디지털 헬스케어 등 다양한 분야에서 새로운 연구와 기술 개발을 지속할 계획입니다. 이를 통해 고령화 사회, 만성질환, 장애인 복지 등 사회적 문제 해결에 기여하고, 글로벌 바이오의료 산업 발전에 중추적 역할을 할 것으로 기대됩니다.
Tungsten-Particle-Reinforced Polymers
Fiber Reinforcement
Deep Drawing Process
족부 생체역학 및 맞춤형 의료기기 개발
이태용 연구실은 족부 생체역학 분야에서 세계적인 연구를 선도하고 있습니다. 연구실은 발의 구조적 특성, 보행 시 족저압 및 연부조직의 기계적 특성, 그리고 당뇨발 및 족부 변형과 같은 질환의 조기 진단을 위한 다양한 실험적·이론적 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 3차원 유한요소 해석과 인덴터 시스템을 활용하여 발바닥 연부조직의 강성, 변형, 내부 응력 분포를 정밀하게 분석함으로써, 질환의 원인 규명과 예측 모델 개발에 집중하고 있습니다.
이 연구실은 맞춤형 인솔, 족부 건강 관리 시스템, 족부 변형 예측 시스템 등 환자 맞춤형 의료기기 개발에도 주력하고 있습니다. 스마트 단말기와 연동되는 비대면 인솔 제조법, 족저압 및 전단력 동시 측정 장치, 족부 변형 예측 소프트웨어 등 다양한 특허와 기술을 보유하고 있으며, 실제 임상 현장에서 활용 가능한 솔루션을 제공하고 있습니다. 이러한 기술들은 고령자, 당뇨병 환자, 장애인 등 다양한 대상의 삶의 질 향상에 기여하고 있습니다.
또한, 족부 생체역학 데이터베이스 구축, 보행 분석, 신발 설계 및 평가, 그리고 인공지능 기반의 족부 질환 예측 모델 개발 등 융합적 연구를 통해 학제 간 협력과 산업적 응용을 확대하고 있습니다. 연구실의 성과는 국내외 학술지 논문, 특허, 산학협력 프로젝트 등으로 이어지며, 족부 건강 증진과 예방의학 발전에 중요한 역할을 하고 있습니다.
골질환 및 뼈 조직의 기계적 특성 연구
이태용 연구실은 골다공증, 골절, 뼈 전이 등 다양한 골질환의 예방과 치료를 위한 기초 및 응용 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 연구실은 뼈의 미세구조, 기계적 강도, 점탄성 특성, 그리고 약물 치료 효과를 정량적으로 평가하기 위해 동물모델, 인체 조직, 컴퓨터 시뮬레이션 등 다양한 방법론을 적용하고 있습니다. 특히, 유한요소 해석, QCT 기반 구조 분석, 나노인덴테이션, 동적 기계 분석(DMA) 등 첨단 기법을 활용하여 뼈의 강도와 파절 위험을 예측하고, 약물(예: 이반드로네이트, PTH) 병용 치료의 효과를 체계적으로 검증하고 있습니다.
이 연구실은 뼈의 구조적·기계적 특성과 골밀도, 버클링 비율, 임계 파절 하중 등 다양한 지표의 상관관계를 규명함으로써, 기존의 골밀도 중심 진단의 한계를 극복하고자 합니다. 또한, 암 전이로 인한 뼈 조직 변화, 국소적 경화 반응, 세포 기계적 특성 변화 등 미세 수준에서의 병리적 변화도 심층적으로 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 골질환의 조기 진단, 치료 전략 수립, 신약 개발 등 임상적·산업적 파급효과가 매우 큽니다.
연구실은 국내외 다양한 학회에서 우수 논문상을 수상하는 등 학문적 성과를 인정받고 있으며, 골질환 진단 및 치료 기술의 혁신을 이끌고 있습니다. 또한, 관련 특허와 기술이전, 산학협력 프로젝트를 통해 실제 의료현장과 산업계에 실질적인 기여를 하고 있습니다.
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Heel pad’s hyperelastic properties and gait parameters reciprocal modeling by a Gaussian Mixture Model and Extreme Gradient Boosting framework
이태용, Luca Quagliato, 김세원, Olamide Robiat Hassan
BIOMEDICAL SIGNAL PROCESSING AND CONTROL, 202509
2
Gradient Enhanced-Expert Informed Neural Network (GE-EINN) for forming depth prediction from a small-scale metal stamping dataset
Luca Quagliato, Vahid Modanloo, 장세원, 이태용
JOURNAL OF MANUFACTURING PROCESSES, 202504
3
Super-fast and accurate nonlinear foot deformation Prediction using graph neural networks
이태용, 이효비, 염하은, 권찬이, 임영빈, 이상륜, 강태현, 김지호
JOURNAL OF THE MECHANICAL BEHAVIOR OF BIOMEDICAL MATERIALS, 202503
1
생체역학 기반의 보행분석 데이터 수집 및 이를 이용한 역동역학 모델 개발
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엣지컴퓨팅 기반 돌봄기기와 호환 가능한 초저소음형 욕창예방 자세변환 돌봄로봇 개발
3
이동장애인을 위한 탈부착형 스마트 이동보조기기 및 5G 기반 원격지원서비스 플랫폼 개발