본 연구실은 고차 보 이론(Higher-order Beam Theory, HoBT)을 기반으로 한 박판 구조물의 해석 및 최적 설계에 중점을 두고 있습니다. 박판 구조물, 특히 박판 박스 빔(thin-walled box beam)은 항공, 자동차, 건축 등 다양한 산업 분야에서 경량화와 고강성을 동시에 요구받는 핵심 구조체입니다. 기존의 단순 보 이론으로는 박판 구조물의 왜곡, 워핑, 디스토션 등 복잡한 변형을 정확히 예측하기 어렵기 때문에, 본 연구실에서는 고차 보 이론을 도입하여 실제 구조물의 거동을 정밀하게 해석하고 있습니다. 고차 보 이론을 적용한 연구에서는 단면의 다양한 변형 모드를 체계적으로 유도하고, 이를 바탕으로 박판 구조물의 좌굴, 진동, 정적 해석 등 다양한 기계적 특성을 예측합니다. 특히, 다중으로 연결된 박판보 조인트, 테이퍼드 박판보, 복합재 박판보 등 다양한 실제 구조물에 대한 해석 기법을 개발하고, 유한요소해석(FEA)과의 비교를 통해 이론의 정확성과 실용성을 검증하고 있습니다. 또한, 박판 구조물의 위상 최적화(Topology Optimization) 연구도 활발히 진행하여, 경량화와 강성 증대를 동시에 달성할 수 있는 혁신적 설계 방법론을 제시하고 있습니다. 이러한 연구는 자동차 차체, 항공기 구조, 대형 플랜트 등 실제 산업 현장에 적용되어 구조물의 성능을 극대화하고, 설계 및 생산 비용을 절감하는 데 기여하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 고차 보 이론을 기반으로 한 박판 구조 해석 및 최적 설계 분야에서 세계적인 연구 성과를 창출하고, 산업계와의 협력을 통해 실질적인 기술 혁신을 이끌어 나갈 것입니다.

본 연구실은 소프트 로봇 및 공압 기반 연성 구동기(Soft Pneumatic Actuator) 개발에도 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 소프트 로봇은 실리콘 고무, 천 등 유연한 재료를 활용하여 비정형 환경에서 높은 적응성과 인간과의 안전한 상호작용을 실현할 수 있는 차세대 로봇 기술입니다. 본 연구실에서는 소프트 그리퍼, 소프트 뉴매틱 엑츄에이터 등 다양한 소프트 로봇 부품을 설계 및 제작하고, 이를 식물공장 자동화, 산업용 로봇, 의료 분야 등 다양한 응용 분야에 적용하고 있습니다. 특히, 공압 기반 소프트 구동기의 강성 및 출력 한계를 극복하기 위한 혁신적 설계 방법론을 개발하고 있습니다. 기존의 소프트 구동기는 유연 재료의 특성상 큰 힘을 내기 어렵고, 좌굴 등 의도하지 않은 변형이 쉽게 발생하는 문제가 있었습니다. 본 연구실에서는 강성이 취약한 부분의 재료를 제거하거나, V자 형상 등 구조적 변형을 유도하는 설계를 통해 낮은 압력에서도 높은 출력을 구현할 수 있는 새로운 구동기를 제안하였습니다. 또한, 메타 모델 기반의 최적 설계를 도입하여 구동기의 성능을 극대화하고, 유한요소해석 및 실험을 통해 설계의 타당성을 검증하였습니다. 이러한 연구 성과는 특허 출원 및 실제 산업 현장 적용으로 이어지고 있습니다. 예를 들어, 소프트 그리퍼를 활용한 식물공장 자동화 시스템, 원터치 타입의 툴체인저 등 다양한 혁신적 장치를 개발하여, 스마트 팩토리, 자동화 생산라인, 의료 및 재활 로봇 등 다양한 분야에서 실질적인 기술 혁신을 실현하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 소프트 로봇 및 연성 구동기 분야에서 창의적이고 실용적인 연구를 지속적으로 추진할 계획입니다.