송용남 연구실
고려대학교 기계공학부
송용남 교수
송용남 교수 연구실
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송용남 연구실
고려대학교 기계공학부 송용남 교수
송용남 연구실은 생체역학을 기반으로 관절 연골과 무릎·고관절·척추 등 근골격계의 하중 반응과 손상 메커니즘을 해석하고, 의료영상 기반 3차원 모델링과 유한요소해석을 통해 조직 물성과 질환 변화를 정량화하며, 이를 바탕으로 인공관절 수술용 센서와 내시경 봉합장치 같은 최소침습 의료기기를 개발하는 융합형 의공학 연구를 수행하고 있다.
대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
관절 연골 및 무릎 관절의 생체역학
관절 연골 및 무릎 관절의 생체역학
의료영상 기반 근골격 모델링과 물성 추정
내시경 봉합장치와 최소침습 의료기기 개발
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
5개년 연도별 논문 게재 수
8총합
5개년 연도별 피인용 수
24총합
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
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gold
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인용수 0·
2025Variable Stiffness Gripper for Fast and Safe Human–Robot Object Handover
Hongjun Cho, Jeongryul Kim, Yongnam Song, Keri S. Kim
IF 3.6
IEEE Access
In collaborative robotics, achieving high-speed yet safe object handover remains a key challenge. Rigid grippers pose impact risks to humans, whereas compliant grippers compromise grip stiffness and positional accuracy. This paper presents the three-finger rapid variable-stiffness gripper (RVSG), which modulates grip stiffness within one second through a simplified hardware mechanism by adjusting only the elastic cable initial tension <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">T</i><sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">0</sub> and the finger spacing <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">w</i><sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">1</sub>. Based on a simplified model, the variation in gripper stiffness was simulated by tuning <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">T</i><sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">0</sub> and <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">w</i><sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">1</sub>, and subsequently validated with a prototype implementation. By adjusting these two parameters, the prototype attains a variable stiffness range of 12.25 to 75.33 N/m, corresponding to a relative stiffness variation efficiency of 615%. Collision safety tests measured contact forces between 0.17 and 1.01 N, representing a 92.5 to 98.7% reduction compared to commercial rigid grippers. These results demonstrate a lightweight, low-complexity solution for fast and safe human-robot handovers, with potential applications in assembly, logistics, and surgical assistance. Future work will extend the approach to three-axis stiffness control and develop higher-order models that incorporate friction and effective contact distance.
https://doi.org/10.1109/access.2025.3648343
Grippers
Stiffness
Mechanism (biology)
Work (physics)
Reduction (mathematics)
Handover
Object (grammar)
Contact force
Range (aeronautics)
2
article
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인용수 0
·
2025Reducing Barbell Tilt Angle Improves Bilateral Symmetry in Ground Reaction Forces during Barbell Back Squats
Junwon Yoon, Hyunjoon Hwang, Jun-Ho Hong, Kyungmin Kim, Dokwan Lee, Gu Min Jeong, Hong Seop Lee, Yoonjin Kim, Yongnam Song
IF 3.6
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
https://doi.org/10.1007/s12541-025-01413-4
Tilt (camera)
Accelerometer
ALARM
Ground reaction force
Asymmetry
Symmetry (geometry)
3
article
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gold
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인용수 1·
2024Application of natural orifice transluminal endoscopic surgery with ENDOCRAB system for stomach perforation model: ex vivo porcine study
Han Jo Jeon, Hyunjoon Hwang, Dokwan Lee, Yoonjin Kim, Jae Min Lee, Eun Sun Kim, Bora Keum, Yoon Tae Jeen, Hong Sik Lee, Hoon Jai Chun, Hyuk Soon Choi, Yongnam Song
IF 3.9
Scientific Reports
Iatrogenic stomach perforation is a detrimental, irreversible, and fatal condition. Traditional surgery and endoscopic suturing clips and devices have been introduced to seal holes and prevent sepsis and disease progression. However, the development of endoscopic devices for perforations remains challenging, with no standard device available. This study investigates the superficial layer approximation strengths of the newly designed ENDOCRAB system for gastric wall defects. Thirty porcine stomachs were prepared ex vivo for the perforation model and distributed equally into three groups: ENDOCRAB system, Through-the-Scope Clip (TTSC), and hand suturing (HS). Both ENDOCRAB and TTSC achieved mucosal-submucosal layer apposition, whereas HS allowed a full-thickness layer. Their air leakage pressure and procedural duration were measured. The analysis of air-leakage pressure demonstrated comparable suture strength between ENDOCRAB (118.5 ± 41.7 mmHg) and HS (127.4 ± 30.2 mmHg, P = 0.812), but inferior strength with TTSC (73.6 ± 21.6 mmHg, P = 0.012). HS achieved the shortest procedural duration, whereas ENDOCRAB and TTSC showed no significant differences. The ENDOCRAB system showed significantly greater strength than the TTSC, was comparable to HS in strength, and required a procedural duration similar to that of the TTSC. Furthermore, long-term in vivo experiments and histological evaluations are essential.
https://doi.org/10.1038/s41598-024-56484-6
Ex vivo
Perforation
Natural orifice transluminal endoscopic surgery
Stomach
Body orifice
Medicine
Surgery
Animal model
In vivo
Laparoscopy
정부 과제
15
과제 전체보기
1
2024년 4월-2027년 4월
|241,965,000원인공관절 치환술을 위한 무릎 관절 내/외측 간격 측정 센서 개발
인공관절 치환술을 위한 무릎 관절 내/외측 간격 측정 센서 개발● 무릎 관절 간격 측정 센서 개발(1) 무릎 관절의 굴곡(flexion)-신전(extension) 각도의 변화에 따라, 무릎 뼈를 절단하지 않은 상태에서 수 mm 수준의 무릎 관절 간격을 실시간으로 측정할 수 있는 센서 개발(2) 매우 좁은 관절 내 공간에서 작동하도록 전자기 유도 현상을 이용...
인공관절
관절성형술
수술기기
전자기 센서
슬관절
2
주관|
2023년 5월-2024년 5월
|67,106,000원인공지능 척추 질환 진단 시스템을 위한 하중 발생장치 개발
1) 기립 자세 모사를 위한 하중 발생장치 개발
□ 착용형 하중 발생장치
- 상의와 하의가 결합된 오버롤(overall) 형태로 내부의 탄성 와이어를 제어하여 하중의 크기와 방향을 변화할 수 있는 디자인
- 탄성 와이어 조절을 통해 환자에 따른 적정 하중량에 대한 데이터베이스 구축
- 최대 일반인 몸무게 (60 kgf) 정도의 하중 발생이 가능하도록 설계
□ 굴곡 베드
- 환자의 기립 자세 척추 굴곡을 모사하기 위한 상체지지 및 요추, 흉추, 경추의 굴곡을 유지할 수 있는 굴곡 베드 개발
- 요추부터 경추까지의 곡률을 다관절 연속 구조체로 모사하고, 누운 자세에서 체중에 의해 발생하는 엉덩이 부분의 지면반력과 요추 굴곡의 왜곡을 보상할 수 있는 디자인 배치
2) 하중 발생장치로 모사된 기립 자세의 척추 상태 검증
- 정상인 4명을 대상으로 ‘포항 우리병원’에서 보유한 국내 유일의 WB-MRI 촬영을 통해 기립 자세에서의 척추 전만각, 골반 경사도, 전체 요추 길이, 추간판의 높이, 신경관 단면적 측정
- 본 연구를 통해 개발된 하중 장치 착용 후 누운 자세의 MRI 촬영으로 측정된 척추 전만각, 골반 경사도, 전체 척추 길이, 추간판의 높이, 신경관 단면적 등을 WB-MRI 결과와 비교 검증
- 위 지표들의 오차가 10% 이내가 되도록 하중 발생장치 최적화
- 최종적으로 하중 발생장치를 통해 모사된 기립 자세의 척추 상태가 인공지능 진단 시스템을 위한 학습자료로 사용 가능한 수준인지 검증
요추
추간판
의료영상 진단
인공지능 데이터베이스
3
주관|
2021년 6월-2022년 6월
|133,340,000원비대면 운동능력 측정센서인 바밸런의 모듈화 및 플랫폼 개발
본 과제는 3축 가속도 센서 기반 운동자세 측정 센서 모듈과 비대면 코칭 플랫폼을 개발해, 고가 장비 없이 운동능력을 평가·코칭하는 무인 서비스를 구현하는 연구임.
연구 목표는 저가 센서로 운동량 측정 수집 정확도 및 재연성, 데이터 전송속도 120Hz, 각도 분해능 ±0.1°를 확보하고 센서 캘리브레이션 및 운동자세 분석 프로토콜을 수립하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 웨어러블 IoT 디바이스 H/W 설계, 운동능력 측정 알고리즘·패턴 분석(머신 러닝) 개선, 애플리케이션·데이터 처리 서버 개발, RF 성능 확보임. 기대효과는 일반인·아마추어 선수·노인까지 사용 가능한 운동평가 기술 확대로 센서 보급률 증가 및 비대면 운동지도, 영세 피트니스 업계·노인복지 건강 증진 기여임.
모션캡쳐
가속도센서
비대면서비스
운동능력
근력운동
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안경에 장착되는 안구건조증 치료 및 눈꺼풀 움직임 보조 장치
상태
공개출원연도
2024출원번호
1020240012407내시경용 봉합 장치
상태
등록출원연도
2021출원번호
1020210040677원자층 증착 기법에 기반한 폴리머 계열의 인공 관절에 박막을 형성하는 방법
상태
거절출원연도
2021출원번호
1020210032039