이찬 연구실
로봇공학과 이찬
이찬 연구실은 로봇공학 분야에서 첨단 기술 개발과 실용화에 중점을 두고 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 시리즈 탄성 액추에이터(SEA) 기반의 로봇 시스템 설계 및 제어, 지능형 이동 및 서비스 로봇 개발, 재활 및 헬스케어 로봇 기술 등 다양한 분야에서 혁신적인 연구를 진행하고 있습니다.
특히, SEA의 구조적 다양성과 동적 특성에 대한 이론적 분석을 바탕으로, 실제 로봇 시스템에 적용 가능한 설계 및 제어 방법론을 개발하고 있습니다. 이를 통해 힘 제어, 임피던스 제어, 외부 토크 추정 등 고난이도의 물리적 상호작용이 요구되는 응용 분야에서 탁월한 성능을 구현하고 있습니다. 이러한 기술은 재활 로봇, 산업용 매니퓰레이터, 모바일 로봇 등 다양한 플랫폼에 적용되고 있습니다.
또한, 본 연구실은 AI 기반 상황 인식, 셀프 밸런싱 선반, 능동형 현가장치 등 첨단 기술을 융합한 지능형 이동 및 서비스 로봇 개발에 주력하고 있습니다. 실제 산업 현장에서 요구되는 다양한 응용 분야에 적합한 로봇 플랫폼을 연구하며, 산업체와의 협력 프로젝트, 특허 출원, 현장 적용을 통해 그 성과를 입증하고 있습니다.
재활 및 헬스케어 분야에서는 환자의 신체 기능 회복과 삶의 질 향상을 목표로, 시리즈 탄성 액추에이터와 와이어 구동 메커니즘을 활용한 다양한 재활 로봇을 개발하고 있습니다. 맞춤형 보조력 제공, 실시간 힘 측정 및 피드백, 안전한 운동 환경 조성 등 환자 중심의 혁신적인 기술을 지속적으로 연구하고 있습니다.
이찬 연구실은 앞으로도 로봇공학의 핵심 기반 기술을 바탕으로, 인간과 로봇의 상호작용을 혁신하고, 사회적 가치를 창출하는 다양한 로봇 시스템 개발에 앞장설 것입니다.
Series Elastic Actuator
Human-Robot Interaction
Dynamics Control
시리즈 탄성 액추에이터(SEA) 기반 로봇 시스템의 설계 및 제어
시리즈 탄성 액추에이터(SEA)는 로봇 시스템에서 환경과의 상호작용을 향상시키기 위해 널리 사용되는 핵심 기술입니다. 본 연구실에서는 SEA의 다양한 구성과 동적 특성에 대한 이론적 분석을 바탕으로, 실제 로봇 시스템에 적용 가능한 설계 및 제어 방법론을 개발하고 있습니다. 이를 통해 로봇의 힘 제어, 임피던스 제어, 외부 토크 추정 등 고난이도의 물리적 상호작용이 요구되는 응용 분야에서 탁월한 성능을 구현하고 있습니다.
특히, SEA의 구조적 다양성과 각 구성별 동작 특성을 비교 분석하여, 목적에 맞는 최적의 액추에이터 설계 방안을 제시하고 있습니다. 또한, 잔차 기반 외부 토크 추정, 주파수 영역 분석, 힘 센서 통합 등 첨단 제어 알고리즘을 개발하여, 넓은 강성 범위에서의 정밀한 힘 측정과 제어를 실현하고 있습니다. 이러한 연구는 재활 로봇, 산업용 매니퓰레이터, 모바일 로봇 등 다양한 로봇 플랫폼에 적용되고 있습니다.
실험 및 시뮬레이션을 통해 제안된 설계 및 제어 기법의 유효성을 검증하고, 실제 환경에서의 적용 가능성을 높이고 있습니다. 본 연구실의 SEA 기반 로봇 시스템 연구는 로봇의 안전성, 효율성, 인간-로봇 상호작용의 질적 향상에 크게 기여하고 있으며, 차세대 지능형 로봇 개발의 핵심 기반 기술로 자리매김하고 있습니다.
지능형 이동 및 서비스 로봇 개발
본 연구실은 다양한 환경에서 자율적으로 이동하고, 복잡한 작업을 수행할 수 있는 지능형 이동 및 서비스 로봇 개발에 주력하고 있습니다. 최근에는 다층 건물 내에서의 맞춤형 식음료 배송, 야외 서비스 확장, 비정형 노면 환경에서의 안정적 주행 등 실제 산업 현장에서 요구되는 다양한 응용 분야에 적합한 로봇 플랫폼을 연구하고 있습니다.
이동 로봇의 하드웨어 설계뿐만 아니라, AI 기반 상황 인식, 셀프 밸런싱 선반, 능동형 현가장치 등 첨단 기술을 융합하여, 로봇의 주행 안정성과 서비스 품질을 극대화하고 있습니다. 또한, 스티어-바이-와이어(steer-by-wire) 시스템, 다자유도 플랫폼, 모바일 매니퓰레이터 등 다양한 형태의 로봇 시스템을 개발하여, 실내외 환경에서의 효율적인 물류 및 서비스 제공이 가능하도록 하고 있습니다.
이러한 연구는 산업체와의 협력 프로젝트, 특허 출원, 실제 현장 적용을 통해 그 성과를 입증하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 첨단 로봇 기술을 바탕으로, 인간의 삶을 더욱 편리하고 안전하게 만드는 혁신적인 서비스 로봇 개발에 앞장설 것입니다.
재활 및 헬스케어 로봇 기술
재활 및 헬스케어 분야에서의 로봇 기술은 환자의 신체 기능 회복과 삶의 질 향상에 중요한 역할을 하고 있습니다. 본 연구실은 시리즈 탄성 액추에이터와 와이어 구동 메커니즘을 활용한 하체 재활 로봇, 근력 운동 시스템, 발목 보조 장치 등 다양한 재활 로봇을 개발하고 있습니다. 이러한 장치는 환자의 신체 능력에 맞춘 맞춤형 보조력 제공, 실시간 힘 측정 및 피드백, 안전한 운동 환경 조성 등 다양한 기능을 갖추고 있습니다.
특히, 인간의 힘을 정밀하게 관측하고, 환자별 운동 강도를 자동으로 조절하는 알고리즘을 개발하여, 재활 효과를 극대화하고 있습니다. 또한, 건강한 피험자와 환자 대상의 파일럿 테스트를 통해 실제 임상 적용 가능성을 검증하고, 지속적으로 시스템의 성능을 개선하고 있습니다.
이러한 연구는 특허 출원, 국내외 학술지 및 학회 발표 등 다양한 성과로 이어지고 있으며, 향후 고령화 사회에서의 재활 및 헬스케어 로봇 시장을 선도할 수 있는 핵심 기술로 발전하고 있습니다.
1
Design and Control of a Novel Steer-by-Wire System for Marine Vessels
이찬, 김덕규
Journal of Marine Science and Engineering, 202503
2
Gravity and Impedance Compensation of Body Weight Support System Driven by Two Series Elastic Actuators
이찬, 오세훈, 최위하, 곽지후
IEEE-ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, 202202
3
Performance Analysis of Series Elastic Actuator Based on Maximum Torque Transmissibility
오세훈, 이찬
IEEE TRANSACTIONS ON CONTROL SYSTEMS TECHNOLOGY, 202201
1
(국고)모바일 로봇 플랫폼의 야외 서비스 확장을 위한 하체 및 구동 지오메트리 개발
2
미래 자율주행 모빌리티의 승차감 고도화를 위한 다자유도 플랫폼기반의 지능형 시트 연구
3
다층 건물 내 맞춤형 식음료 배송 서비스를 위한 AI 기반 상황 인식 및 셀프 밸런싱 선반을 갖춘 지능형 딜리버리 로봇
