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홍아영 연구실
전남대학교 기계공학부
홍아영 교수
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홍아영 연구실

전남대학교 기계공학부 홍아영 교수

홍아영 연구실은 전남대학교 기계공학부를 기반으로 의료 마이크로·나노로봇, 자기장 기반 정밀 구동, 중재시술 및 수술로봇, 가변형 객체의 인식·모델링·자율 조작 기술을 중점적으로 연구하며, 미세로봇 추진 메커니즘부터 임상 적용형 로봇 시스템, 영상 유도 제어, 딥러닝 기반 형상 추정과 경로 계획까지 폭넓은 로봇 융합 연구를 수행하고 있다.

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의료 마이크로·나노로봇 및 자기장 기반 정밀 제어 thumbnail
의료 마이크로·나노로봇 및 자기장 기반 정밀 제어
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
|
gold
·
인용수 19
·
2023
Catalytically Propelled Micro‐ and Nanoswimmers
Bumjin Jang, Min Ye, Ayoung Hong, Xiaopu Wang, Xianghong Liu, Dohyeok Bae, Josep Puigmartí‐Luis, Salvador Pané
IF 8.3
Small Science
The last decade has seen a surge of interest in the field of catalytically propelled micro- and nanoswimmers for their potential use in biomedical applications, such as biosensing, biopsy, targeted drug delivery, and on-the-fly chemistry. However, to fully utilize these devices, precise control over their motion is essential. Therefore, it is important to thoroughly understand their locomotion mechanisms. Herein, the currently accepted mechanisms for propulsion are discussed, which are self-electrophoresis, self-diffusiophoresis, and bubble recoil. Additionally, the concept of using multilocomotive mechanisms as a solution to achieve fully autonomous navigation is explored. Moreover, recent advances in the design of these devices are explored.
https://doi.org/10.1002/smsc.202300076
Nanotechnology
Propulsion
Computer science
Field (mathematics)
Engineering
Aerospace engineering
Materials science
2
article
|
인용수 66
·
2020
Multifunctional Biodegradable Microrobot with Programmable Morphology for Biomedical Applications
Gwangjun Go, Ami Yoo, Hyeong‐Woo Song, Hyun-Ki Min, Shirong Zheng, Kim Tien Nguyen, Seok‐Jae Kim, Byungjeon Kang, Ayoung Hong, Chang‐Sei Kim, Jong‐Oh Park, Eunpyo Choi
IF 16
ACS Nano
We described a magnetic chitosan microscaffold tailored for applications requiring high biocompatibility, biodegradability, and monitoring by real-time imaging. Such magnetic microscaffolds exhibit adjustable pores and sizes depending on the target application and provide various functions such as magnetic actuation and enhanced cell adhesion using biomaterial-based magnetic particles. Subsequently, we fabricated the magnetic chitosan microscaffolds with optimized shape and pore properties to specific target diseases. As a versatile tool, the capability of the developed microscaffold was demonstrated through <i>in vitro</i> laboratory tasks and <i>in vivo</i> therapeutic applications for liver cancer therapy and knee cartilage regeneration. We anticipate that the optimal design and fabrication of the presented microscaffold will advance the technology of biopolymer-based microscaffolds and micro/nanorobots.
https://doi.org/10.1021/acsnano.0c07954
Materials science
Nanotechnology
Biocompatibility
Nanorobotics
Chitosan
Magnetic nanoparticles
Biomedical engineering
Biopolymer
Tissue engineering
Biomaterial
3
article
|
green
·
인용수 32
·
2018
Programmable Locomotion Mechanisms of Nanowires with Semihard Magnetic Properties Near a Surface Boundary
Bumjin Jang, Ayoung Hong, Carlos Alcantara, George Chatzipirpiridis, X. Martí, Eva Pellicer, Jordi Sort, Yuval Harduf, Yizhar Or, Bradley J. Nelson, Salvador Pané
IF 8.2
ACS Applied Materials & Interfaces
We report on the simplest magnetic nanowire-based surface walker that is able to change its propulsion mechanism near a surface boundary as a function of the applied rotating magnetic field frequency. The nanowires are made of CoPt alloy with semihard magnetic properties synthesized by means of template-assisted galvanostatic electrodeposition. The semihard magnetic behavior of the nanowires allows for programming their alignment with an applied magnetic field as they can retain their magnetization direction after premagnetizing them. By engineering the macroscopic magnetization, the nanowires' speed and locomotion mechanism are set to tumbling, precession, or rolling depending on the frequency of an applied rotating magnetic field. Also, we present a mathematical analysis that predicts the translational speed of the nanowire near the surface, showing a very good agreement with experimental results. Interestingly, the maximal speed is obtained at an optimal frequency (∼10 Hz), which is far below the theoretical step-out frequency (∼345 Hz). Finally, vortices are found by tracking polystyrene microbeads, trapped around the CoPt nanowire, when they are propelled by precession and rolling motion.
https://doi.org/10.1021/acsami.8b16907
Materials science
Nanowire
Precession
Magnetic field
Magnetization
Condensed matter physics
Vortex
Larmor precession
Magnet
Nanotechnology
정부 과제
24
과제 전체보기
1
2024년 7월-2027년 7월
|980,900,000
시술도구 자율 제어와 동적 3차원 혈관 구조 가시화 기반의 정밀 혈관 중재시술 로봇 개발
동적 3D 혈관 로드맵과 실시간 자율 시술 도구 내비게이션을 위한 고급 AI 기반 기술을 통합하여 뇌혈관 중재시술에 도움을 주는 고정밀 로봇 시스템 개발
로봇
뇌혈관중재시술
자율시술도구내비게이션
햅틱
자기장
2
2024년 3월-2029년 3월
|190,375,000
가변형 객체의 자율 조작을 통한 수술로봇 응용에 관한 연구
본 과제의 최종 목표는 자기장 구동을 기반으로 하는 카테터 자율 조작을 위한 요소 기술을 개발하고, 이를 활용하여 수술 로봇에서의 기술 유용성을 확인하는 것이다. 세부적으로는, 카테터와 같이 가늘고 긴 형태의 가변형 선형 객체에 대한 실시간 3차원 형상 추정 알고리즘 개발, 데이터 기반 동역학 모델 도출, 모델 기반 제어 알고리즘 개발 등 세 개의 요소 기...
의료 로봇
가변형 객체
조작 지능
모델 기반 제어
데이터 기반 모델
3
2024년 2월-2029년 2월
|2,951,529,000
첨단로봇산업전문인력양성
첨단로봇 산업 분야를 선도할 산업계 수요 중심의 석·박사 혁신인재 양성 ㅇ 필수지표 - 수혜인원 551명, 배출인원 188명, 취업 152명, 취업률 85%, 산학프로젝트 지원과제 199건, 산학프로젝트 참여인원 260명, 교과목 개발 32건, 교과목 개선 30건 ㅇ 자율지표 - 논문 SCI 27건/비SCI 211건, 산업재산권(특허 등) 13...
첨단로봇산업업
선도
산업수요중심
전문인재
인력양성사
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2020면역세포-나노리포좀 복합체 및 이의 제조 방법1020200142986
등록2020캡슐 내시경 영상의 디스플레이 시스템 및 3차원 파노라믹 뷰의 생성 방법1020200113682
등록2020체외에 위치한 자석 배열 장치와 병변 부위에 삽입된 자기 반응 임플란트를 이용한 골질환 치료제 표적화 장치1020200099198
전체 특허

면역세포-나노리포좀 복합체 및 이의 제조 방법

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200142986

캡슐 내시경 영상의 디스플레이 시스템 및 3차원 파노라믹 뷰의 생성 방법

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200113682

체외에 위치한 자석 배열 장치와 병변 부위에 삽입된 자기 반응 임플란트를 이용한 골질환 치료제 표적화 장치

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200099198