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Intelligent Micro/Nano System Lab.
숙명여자대학교 본교(제1캠퍼스) 기계시스템학부 윤창규 교수
Soft robotics
Stimuli-responsive materials
Hydrogel actuator
연구 영역
기본 정보
논문·특허
구성원

Intelligent Micro/Nano System Lab.

숙명여자대학교 본교(제1캠퍼스) 기계시스템학부 윤창규 교수

연구실은 자극 반응형 소재와 형태 프로그래밍 기술을 기반으로 소프트 로봇의 구조 설계와 구동 메커니즘을 연구합니다. 열, pH, 빛, 초음파, 자기장 등 다양한 자극에 선택적으로 반응하는 하이드로겔 및 복합 소재를 활용하여 다중 모드 형태 변환이 가능한 로봇 시스템을 개발합니다. 또한 생분해성 소재와 생체모사 구조를 적용하여 헬스케어 환경에서의 적합성과 기능성을 확보하고 있으며, 비접촉 구동과 미세 조작을 위한 시스템 통합 기술을 수행합니다. 이러한 연구를 통해 유연한 구조체의 제어, 외부 자극 기반 구동 전략, 생체 환경 적용성을 고려한 소프트 로보틱스 플랫폼을 체계적으로 구축하고 있습니다.

Soft roboticsStimuli-responsive materialsHydrogel actuatorShape programmingBiomimetics
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자극 반응형 소프트 로보틱스 thumbnail
자극 반응형 소프트 로보틱스
Stimuli-Responsive Soft Robotics
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
4
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1
Review
|
인용수 35
·
2022
Advances in Biodegradable Soft Robots
Jiwon Kim, Harim Park, ChangKyu Yoon
IF 5 (2022)
Polymers
Biodegradable soft robots have been proposed for a variety of intelligent applications in soft robotics, flexible electronics, and bionics. Biodegradability offers an extraordinary functional advantage to soft robots for operations accompanying smart shape transformation in response to external stimuli such as heat, pH, and light. This review primarily surveyed the current advanced scientific and engineering strategies for integrating biodegradable materials within stimuli-responsive soft robots. It also focused on the fabrication methodologies of multiscale biodegradable soft robots, and highlighted the role of biodegradable soft robots in enhancing the multifunctional properties of drug delivery capsules, biopsy tools, smart actuators, and sensors. Lastly, the current challenges and perspectives on the future development of intelligent soft robots for operation in real environments were discussed.
https://doi.org/10.3390/polym14214574
Soft robotics
Robot
Computer science
Bionics
Nanotechnology
Artificial intelligence
Engineering
Systems engineering
Materials science
2
Review
|
인용수 36
·
2022
4D Multiscale Origami Soft Robots: A Review
Hyegyo Son, Yunha Park, Youngjin Na, ChangKyu Yoon
IF 5 (2022)
Polymers
Time-dependent shape-transferable soft robots are important for various intelligent applications in flexible electronics and bionics. Four-dimensional (4D) shape changes can offer versatile functional advantages during operations to soft robots that respond to external environmental stimuli, including heat, pH, light, electric, or pneumatic triggers. This review investigates the current advances in multiscale soft robots that can display 4D shape transformations. This review first focuses on material selection to demonstrate 4D origami-driven shape transformations. Second, this review investigates versatile fabrication strategies to form the 4D mechanical structures of soft robots. Third, this review surveys the folding, rolling, bending, and wrinkling mechanisms of soft robots during operation. Fourth, this review highlights the diverse applications of 4D origami-driven soft robots in actuators, sensors, and bionics. Finally, perspectives on future directions and challenges in the development of intelligent soft robots in real operational environments are discussed.
https://doi.org/10.3390/polym14194235
Bionics
Robot
Computer science
Actuator
Soft robotics
Folding (DSP implementation)
Soft materials
Biomimetics
Mechanical engineering
Control engineering
Artificial intelligence
Nanotechnology
Engineering
Materials science
3
Article
|
·
인용수 44
·
2020
Untethered Actuation of Hybrid Hydrogel Gripper via Ultrasound
Hyegyo Son, Eunjeong Byun, Yeon Ju Yoon, Juhong Nam, Seung Hyun Song, ChangKyu Yoon
IF 6.903 (2020)
ACS Macro Letters
Stimuli-responsive hydrogels that exhibit reversible volume changes in response to stimulus cues such as heat, pH, and light have been utilized in soft robotics, microfluidics, electronics, and biomedical surgical tools. While the development of the soft robotics has widely expanded, most external triggering systems still have limited utilities due to the low selectivity. We present a hybrid gripper capable of undergoing preprogrammed shape transformation utilizing ultrasound energy on–off processes as the external triggering system, which can be utilized in invisible and nonselective environments. Furthermore, we describe the magnetic locomotion of the soft gripper enabled by the introduction of iron oxide (Fe2O3) ferrogel. By integrating these dual ultrasonic and magnetic control systems, we demonstrate the soft gripper could actively and safely perform pick-and-place tasks on a biological salmon roe in the aqueous maze environment. We expect that this study can provide the groundwork for the further important advances to the creation of ultrasound-responsive shape programmable and multifunctional smart soft robots.
https://doi.org/10.1021/acsmacrolett.0c00702
Soft robotics
Microfluidics
Self-healing hydrogels
Robotics
Computer science
Robot
Artificial intelligence
Ultrasonic sensor
Materials science
Nanotechnology
Biomedical engineering
Engineering
Acoustics
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DNA 서열 기반 자가 변형 하이드로젤 기술
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기술파급력
무선 구동 마이크로 그리퍼: 정밀 생체 조직 검사 및 약물 전달
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지속가능기술
생분해성 지능형 소프트 로봇 기술
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자극반응형
4D 프린팅 기반 자극 반응형 소프트 로봇
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첨단소재
그래핀 기반 3D 자가 접힘 나노/마이크로 구조체
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기업협력
헬스케어용 하이브리드 스마트 소재 및 마이크로 시스템
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