이 연구 주제는 제조 현장에서 발생하는 다양한 데이터를 기반으로 공정 상태를 이해하고, 생산성과 품질, 안전성을 동시에 높이는 지능형 제조 시스템을 구축하는 데 초점을 둔다. 연구실은 전력 신호, 소리, 영상, 공정 로그, 작업자 정보 등 이질적인 제조 데이터를 통합적으로 분석하여 기존 설비를 더 똑똑하게 활용할 수 있는 방법을 개발한다. 특히 전통적인 기계공학 기반 생산기술에 데이터 분석과 인공지능을 접목해 제조 현장의 디지털 전환을 실질적으로 구현하는 점이 중요한 특징이다. 세부적으로는 제조 디지털 트윈, 예지보전, 이상탐지, 공정 모니터링, 자율제조를 위한 AI 모델 개발이 핵심을 이룬다. 최근 프로젝트에서 제조 특화 파운데이션 모델, 멀티모달 제조 데이터 학습, 적대적 학습과 전이학습 기반 강건한 이상탐지, 산업용 장비의 비침습적 모니터링 등이 반복적으로 나타난다. 또한 의류 생산 공장의 스마트 모니터링, 생산라인 최적화, 작업자 기술수준 정량화 기술처럼 실제 산업 현장에 바로 적용 가능한 시스템 특허와 실증 연구를 함께 수행하고 있어, 이론과 현장성이 균형을 이루는 연구 축으로 볼 수 있다. 이 연구는 단순한 자동화를 넘어 제조 시스템이 스스로 상태를 해석하고 최적 의사결정을 지원하는 수준으로 진화하는 데 기여한다. 고위험 작업 환경에서는 모바일 로봇과 결합한 자율 점검 및 예지보전 기술로 안전성을 높일 수 있고, 중소 제조업에서는 저비용 센서와 엣지 AI를 이용해 스마트팩토리 도입 장벽을 낮출 수 있다. 장기적으로는 제조 공정의 설명가능성, 확장성, 지속가능성을 동시에 확보하는 제조 AI 플랫폼으로 발전할 가능성이 크다.

이 연구 주제는 형상기억합금(SMA), 이온성 고분자, 연성 복합재와 같은 지능재료를 활용하여 기존의 강체 로봇이 구현하기 어려운 유연한 움직임과 적응적 변형을 구현하는 데 초점을 둔다. 연구실은 기계구조 설계와 재료 거동 해석을 결합해 부드럽게 휘고, 비틀리고, 접히며, 물체와 안전하게 상호작용할 수 있는 액추에이터와 로봇 구조를 개발해 왔다. 이는 사람과 가까운 환경에서 동작하는 웨어러블 로봇, 로봇 핸드, 생체모사 로봇, 소프트 그리퍼 등으로 자연스럽게 확장된다. 대표적으로 SMA 액추에이터의 재료·형상·스케일 효과를 체계적으로 정리한 연구, 편물 구조를 이용한 소프트 모핑 구조체, 꽃의 개화 운동을 모사한 섬유 기반 구조, 손가락·손목·재활 장치용 유연 구동기, 핀 어레이 그리퍼와 모바일 매니퓰레이터 응용 등이 두드러진다. 또한 인간중심 스마트 텍스타일 웨어러블 시스템, 소프트 로봇 슈트, 인간 능력 증강용 옷감형 구동기 같은 과제를 통해 재료 수준의 연구를 실제 착용형 시스템과 로봇 메커니즘으로 연결하고 있다. 이러한 연구는 단순히 새로운 재료를 제시하는 데 머물지 않고, 구동 방식·열처리·패터닝·직조 구조·잠금 메커니즘 등 구체적 설계 방법론까지 포괄한다. 이 연구의 의의는 로봇의 안전성, 경량화, 착용성, 적응성을 동시에 향상시킬 수 있다는 점에 있다. 의료·재활 분야에서는 인체 친화적인 보조장치와 치료용 웨어러블로 활용될 수 있고, 제조 분야에서는 비정형 물체 파지나 협소 공간 작업을 수행하는 연성 로봇으로 확장될 수 있다. 앞으로는 스마트 텍스타일, 햅틱 인터페이스, 로봇 손, 마이크로 로봇, 바이오메디컬 디바이스를 잇는 융합형 소프트 로보틱스 플랫폼으로 발전할 가능성이 높다.

이 연구 주제는 나노입자 적층, 집속이온빔 가공, 나노스케일 3차원 프린팅, 전기수력학 프린팅 등 정밀 제조 기술을 기반으로 기능성 구조와 센서를 구현하는 데 중점을 둔다. 연구실은 제조 공정 그 자체를 연구하는 동시에, 그 공정으로 제작되는 센서와 마이크로 구조물의 성능까지 함께 다루는 통합형 접근을 보여준다. 특히 재료, 표면구조, 공정 조건, 소자 기능을 하나의 연속된 설계 문제로 다루는 점이 강점이다. 대표 연구로는 나노섬유의 가역적 맞물림을 이용한 초고감도 변형률 센서, 구조색 기반 무선 센서, 회절격자와 광학 구조를 이용한 비접촉 센싱, 탄소나노튜브 및 나노입자 기반 유연 센서, 나노스케일 3차원 프린팅을 활용한 마이크로 액추에이터 및 구조체 제작 등이 있다. 또한 TiO2와 SnO2 나노구조를 이용한 고효율 염료감응형 태양전지, 나노입자 프린팅을 통한 전도성 패턴 및 복합 기능 소자 제작, 메타표면과 구조색 구현 연구도 함께 나타난다. 이는 정밀 제조, 재료공학, 광학, 전자기계 시스템이 교차하는 전형적인 융합 연구 영역이다. 이러한 연구는 차세대 웨어러블 센서, 환경 모니터링 소자, 구조 건전성 평가 시스템, 에너지 소자, 마이크로 로봇 부품 등 다양한 응용으로 이어질 수 있다. 특히 유연하고 경량이며 고감도인 센서를 저비용 공정으로 제작할 수 있다는 점은 산업적 파급력이 크다. 앞으로는 스마트 텍스타일, IoT 디바이스, 인간-기계 인터페이스, 자가진단형 제조 시스템과 결합하면서 정밀 제조 기반 기능성 소자 연구의 확장 가능성이 더욱 커질 것으로 보인다.