정영훈 연구실의 핵심 축 가운데 하나는 공작기계와 CNC 기반 제조장비의 설계, 해석, 제어를 포괄하는 지능형 제조시스템 연구이다. 연구실은 공작기계 이송계의 동특성, 마찰, 정밀도, 공정 안정성 문제를 기계시스템 관점에서 분석하고, 이를 실제 제조장비 성능 향상으로 연결하는 데 초점을 둔다. 특히 기계 구조, 구동계, 제어기, 센서, 사용자 인터페이스가 통합된 제조장비를 하나의 시스템으로 보고 최적화하는 접근이 두드러진다. 이 연구는 미세 방전가공(micro-EDM) 형상 예측, 가상 EDM 시뮬레이터 개발, 공구 마모 보정, 공작기계 이송계 마찰 보상 제어기 설계 등으로 구체화되어 있다. 관련 논문들은 미세가공 공정에서의 형상 정밀도 확보와 오차 예측, 그리고 구동계의 비선형 마찰 보상을 통한 추종 성능 향상에 기여한다. 또한 스마트 제조장비용 CNC 시스템 전문인력 양성 사업과 연계되어 수치제어장치, 제어기, HMI, 스마트머신 관련 교육과 연구가 병행되고 있어 학문적 성과와 산업 적용성이 함께 강화되고 있다. 나아가 이 분야의 연구는 디지털 전환 흐름 속에서 예지보전, 공정 모니터링, 디지털 트윈, 자동화 제조와도 밀접하게 연결된다. 연구실은 전통적인 공작기계 설계 역량에 데이터 기반 상태진단과 지능형 운용 기술을 접목함으로써 미래형 제조장비의 기반기술을 확장하고 있다. 이는 고정밀·고신뢰성 생산을 요구하는 산업 현장에서 직접적인 파급효과를 가지며, 제조혁신과 고급 전문인력 양성이라는 두 측면에서 연구실의 정체성을 잘 보여준다.

연구실은 제조장비의 상태를 실시간으로 감시하고 고장을 사전에 예측하기 위한 센서 내장형 기계부품 개발과 예지보전 기술 연구를 활발히 수행하고 있다. 베어링, 스핀들, LM가이드와 같은 핵심 기계 요소부품 내부에 진동, 힘, 온도 센서를 내장하여 장비 상태를 직접 계측하고, 이를 통해 성능 저하와 이상 징후를 조기에 탐지하는 것이 주요 목표이다. 이는 기계 설계와 센서 통합, 데이터 해석이 결합된 전형적인 메카트로닉스형 연구 주제이다. 구체적으로는 센서 내장 시제품 설계와 제작, 내구시험기 검증, 3축 머시닝센터 적용, 상태진단 알고리즘 검증 및 상용화 개발 등이 연구 범위에 포함된다. 프로젝트 설명에서 드러나듯이 연구실은 단순한 센서 부착 수준을 넘어 기계부품의 구조적 특성과 계측 신호의 신뢰성을 동시에 고려한 통합 설계를 추구한다. 또한 기계학습 기반 고장진단과 예지보전 솔루션을 접목하여 축적되는 상태 데이터를 활용하고, 실제 제조현장에 적용 가능한 수준의 진단 정확도와 유지보수 효율 개선을 목표로 한다. 이 연구의 의의는 설비 유지관리 방식을 사후 대응에서 사전 예방 중심으로 바꾸는 데 있다. 예지보전 기술은 다운타임 감소, 유지보수 비용 절감, 생산품질 안정화에 기여하며, 스마트팩토리 구현의 핵심 요소로 평가된다. 정영훈 연구실은 기계부품 설계 경험과 제조시스템 이해를 바탕으로, 센서 융합 및 데이터 기반 진단 기술을 제조장비 분야에 실용적으로 적용하는 역량을 축적하고 있다.

정영훈 연구실은 기계공학 기반의 제조기술을 바이오 및 헬스케어 응용으로 확장하여, 나노섬유 구조체와 기능성 소재를 활용한 바이오디바이스 및 웨어러블 센서 연구를 수행하고 있다. 전기방사 공정, 직접기입형 패터닝, 프린팅 프레임 융합 기술을 활용하여 균일하고 기능성이 높은 나노섬유 멤브레인과 구조체를 제작하고, 이를 세포배양, 조직모사, 생체신호 감지 등에 적용하는 것이 특징이다. 연구실의 특허와 논문은 이러한 융합 방향을 잘 보여준다. 대표적으로 나노섬유 매트 고정 기술, 미세채널 바이오칩, 인체 조직 모사용 어세이 칩, 세포이동 측정 칩 등이 등록 특허로 이어졌으며, 알지네이트 하이드로젤의 기계적 물성 향상을 위한 PCL 나노섬유 보강 연구도 수행되었다. 또한 환자 맞춤형 항암반응 평가를 위한 glioblastoma-on-a-chip 연구 참여는 연구실의 제조·소재 기술이 바이오의학 플랫폼으로 발전할 수 있음을 보여준다. 최근에는 피부부착형 나노섬유 웨어러블 센서를 개발하고, AI 기반으로 인체 다중운동을 인식하는 프로젝트를 통해 바이오센서와 데이터 해석 기술의 융합도 추진하고 있다. 이 연구는 기계공학, 재료, 바이오공학, 인공지능이 교차하는 다학제 영역에 위치한다. 정밀 제조기술을 통해 생체친화적이고 유연한 구조를 구현하고, 이를 실제 의료·헬스케어·휴먼인터페이스 분야에 연결한다는 점에서 높은 확장성을 가진다. 특히 나노섬유의 다공성, 유연성, 표면적 특성을 활용한 센서 및 바이오칩 개발은 차세대 개인맞춤형 진단, 재생의학, 디지털 헬스케어 플랫폼에 중요한 기반이 될 수 있다.