R&D Lab

Biomedical Lab

Introduction

바이오메디컬 랩은 마이크로/나노로봇 연구에 필요한 생물·의약학적 기초 연구를 비롯한 응용 연구 전반에 걸친 업무 모두 수행하고 있습니다. 생물학, 면역학, 약학, 수의학 석박사 학위를 바탕으로 다학제적 협업을 통한 첨단 의료 마이크로/나노로봇 개발에 주력하고 있습니다. 주요 업무는 다양한 세포 기반 의료용 마이크로/나노로봇을 개발하고 일반 의료용 마이크로/나노로봇의 체내/외 질환 모델의 확립하여 그 성능을 검증하고 있습니다.

Research issues

  • 암, 염증, 신경장애의 대체 요법으로서 복합 작동 면역세포 기반 마이크로로봇 연구
  • 조직 재생을 위한 능동 작동 줄기세포 기반 마이크로로봇 연구

Current projects

바이오메디컬 랩은 다음과 같이 학제 간 연구 프로젝트에 참여하고 있습니다.

외부 작동식 나노로봇 시스템
  • 체내/외 질환 모델을 이용한 나노로봇의 전달 및 치료 특성에 대한 효능평가
줄기세포 기반 의료용 마이크로로봇
  • 특정 대상 기관에 적합한 줄기세포 기반 마이크로 스캐폴드 제작
  • 마이크로 스캐폴드의 특정 세포 분화 및 증식에 대한 효과 검증
  • 줄기세포 기반 마이크로로봇 대상 및 조직재생 특성에 대한 효과 검증

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Nanobio Materials Lab

Introduction

나노 바이오 소재팀의 연구 목표는 의료용 마이크로로봇 개발을 위한 생분해/생적합성 소재를 개발하는 것입니다. 우수한 자기적 특성을 갖는 소재를 개발하여 마이크로 의료로봇이 인체 내에서 자유자재로 이동 및 진단/치료/센싱 등을 수행하여, 다음과 같은 기존 약물 전달 시스템이나 카테터 기반 수술의 한계점을 극복하고자 합니다. (1) 원하는 위치에서 약물 로딩된 운반체 또는 나노 입자의 능동적 전달의 어려움 (2) 카테터의 모세혈관 혹은 소혈관 내로 접근의 어려움. 따라서, 마이크로 의료로봇이 자가운동을 통해 점성이 높은 혈관 내에서 원하는 위치로 능동적으로 이동할 수 있도록 개발을 하며, 또한, 이미징, 약물 또는 세포 전달 및 분자 감지와 같은 추가 기능을 부여하여 기존 의료 시술의 한계점을 해결하고자 합니다.

Research Issues

나노 바이오 소재팀은 마이크로 의료로봇 및 관련 기술 분야에서 독창적인 핵심 기술을 개발하기 위한 연구를 수행하고 있습니다. 주요 연구 분야는 다음과 같습니다.

  • 마이크로 의료로봇 개발을 위한 생적합성 및 생분해성 소재 개발
  • 마이크로 의료로봇에서 약물 또는 세포 로딩을 위한 마이크로 / 나노 구조 설계
  • 마이크로 의료로봇의 새로운 기능성을 부여하기 위한 새로운 개념의 마이크로 소재 제작 기술 개발

Current projects

줄기세포 기반 마이크로 의료로봇 개발
핵심 기술
표적 줄기 세포 전달을 위한 생적합성 및 생분해성 마이크로 의료로봇 개발
다공성 마이크로 스캐폴드의 제조, 자성 나노 입자의 코팅 및 생물 활성 분자의 로딩
나노로봇 기반의 능동 약물전달 시스템 개발
핵심 기술
정밀한 자기 제어, 약물 로딩 및 광 트리거 제어 방출이 가능한 나노 로봇 시스템 개발
능동 약물전달을 위한 다기능 나노 로봇 구조 (MF-NRS)의 인체 내 이동 기술 개발

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Soft Robotics Lab

Introduction

Soft robotics 분야는 부드럽고 유연한 몸체가 로봇을 형성할 수 있어 기존의 단단한 재료로 만들어진 로봇의 한계를 극복한다는 점에서 많을 관심을 끌고 있다. Soft robotics 연구실은 인체 내에서 자율적으로 동작하고 환경에 따라 스스로 몸체의 모양을 변형시킬 수 있는 로봇을 개발하고 이를 마이크로의료로봇에 적용하고자 한다.

Research Issues

Soft Robotics 연구팀은 마이크로의료로봇으로 응용 분야에서 활용할 수 있는 soft material에 대한 물리적 특성 분석과 모델링, 소프트 액츄에이터와 센서, 변형이 심한 구조에 대한 제어 및 시뮬레이션과 관련되 연구 주제에 중점을 두고 있다. Electro-polymer, magnetic-polymer, 형상기억합금, 전자석 등을 재료로 하여 소프트 로봇을 설계하는데 집중하고 있다.

Current projects

캡슐 내시경 구동을 위한 소프트 로봇에 대한 기술을 개발 중이며 이는 로봇을 구성하는 재료에 대한 검증, 체내 이동에 적합한 로봇 모션 메커니즘 개발과 모션 제어 알고리즘 개발 등을 포함한다.

Medical AI Lab

Introduction

Medical AI 연구팀은 초음파, CT/MRI, X-ray 등의 비침습적 의료영상 정보를 이용하여 시술 환경을 이해하고 이로부터 유용한 정보를 추출하여 보다 나은 시술이 수행될 수 있도록 의사에게 전달하는 것을 목표로 한다. 특히, 영상처리 기법과 인공지능 기술을 이용하여 마이크로의료로봇에 특화된 시술 계획법, 마이크로로봇 네비게이션, 자동화 진단 기법 등을 개발하고 있다.

Research Issues

Medical AI 연구실은 의료영상으로부터 특징점 추출, 영상 분할 ,영상 정합 등의 영상처리 기술을 집중적으로 연구하고 있다. 개발한 알고리즘을 마이크로의료로봇 시술에 접목하여 시술 계획, 로봇 네비게이션 등에 사용하고, VR/AR/MR 등의 기술을 이용하여 보다 사용자 친화적인 시술 환경에 대한 연구를 진행한다.

Current projects

마이크로의료로봇 시술에 접목 가능한 MR 기반의 기술을 개발 중이며 이는 의료영상으로부터 실시간 3차원 장기 모델을 복원하는 기술, 캡슐 내시경 영상을 정합하는 기술 등을 포함한다.

Medical Actuators Lab

Introduction

마이크로의료로봇은 인체 내부를 자유롭게 이동하면서 진단 및 치료가 가능한 나노미터부터 밀리미터 크기를 갖는 초소형 의료로봇입니다. 메디칼 액추에이터 연구실은 최첨단 로봇기술, MEMs 기술, 나노 및 바이오 융합 기술 기반의 마이크로의료로봇 분야에서 다양한 구동방법의 연구개발을 통해 새로운 돌파구를 마련하고자 합니다.

Research Issues

메디칼 액추에이터 연구실은 마이크로의료로봇 구동을 위한 기술 분야에서 독창적이면서 핵심적인 기술을 개발하고 있으며, 주요 연구 주제는 다음과 같습니다.

  • 마이크로의료로봇 구동 및 제어 메커니즘 개발
  • 다양한 크기의 마이크로의료로봇 위치인식 방법 개발
  • 약물 전달 및 진단을 위한 기구학적 메커니즘 및 미세 구조물 제작 기술 개발

Current projects

능동 캡슐내시경
핵심 기술
기존 유연내시경 및 수동형 캡슐내시경의 한계점을 극복하기 위한 능동 구동 제어 기술
소화기관 내 조직 채취, 약물전달 및 병변부위 표식 등의 기능을 갖는 차세대 다기능 캡슐내시경
나노로봇 시스템
핵심 기술
외부 전자기장 이용한 나노로봇 능동 구동제어 및 이를 통한 표적화 기술
나노로봇 군집제어를 위한 모델링 및 제어 메커니즘
줄기세포기반 마이크로의료로봇
핵심 기술
무릎연골 손상 치료를 위한 세포치료제 담지 가능한 마이크로구조체 제작 기술
마이크로구조체 3차원 위치 제어 및 병변위치에서의 고정 메커니즘

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Robot Application Lab

Introduction

로봇 어플리케이션 랩의 목표는 로봇 공학과 메카트로닉스 기술을 사용하여 의약품, 산업 및 서비스 분야에 적용할 수 있는 고급 로봇 시스템을 개발하는 것이다. 우리는 다양한 산업 영역에 필요한 독특하고 작업 지향적인 로봇 기술을 개발하고 적용한다. 특히 프로젝트 수행을 통해 이미지 유도 뇌수술로봇, 중이온 치료로봇 베드시스템, 케이블로 구동되는 병렬로봇(새로운 유형의 병렬로봇) 등의 원천과 핵심기술을 보유하게 되었다. 이러한 첨단 기술은 의료 환경 및 산업 현장을 위한 시스템을 구현하기 위해 활용되었다. 로봇 어플리케이션 랩은 미래의 로봇 기술과 시장을 선점하기 위해 글로벌 경쟁력을 높이기 위해 끊임없이 그리고 선구적인 노력을 기울인다.

Research Issues

로봇 어플리케이션 랩의 주요 연구 이슈는 상용화 시스템 개발, 특히 케이블 로봇과 수술로봇의 기술 활용 등이다. 작업공간이 크면서 큰 하중에 견딜 수 있는 대형 케이블 로봇과 정확하면서도 고속으로 움직이는 고속 케이블로봇을 연구한다. 케이블 로봇 기술은 윈치 설계, 케이블 모델링, 케이블 장력 제어, 하중 보상, 정확도와 신뢰성 향상 및 진동 감소를 포함한다. 수술용 로봇의 경우 환자의 체중과 생물학적 움직임, 수술 환경과 힘 피드백에 대한 3D 재구성 및 투영, 가상 벽 및 페일 세이프 조작을 이용한 환자 보호 등 임상 환경에서 로봇의 정확성, 사용성 및 안전성을 향상시켰다.

Current projects

케이블 로봇을 이용한 엔터테인먼트 로봇
  • VR 시스템을 활용한 대형 놀이 기구 시스템 시작품 개발
  • 착용형 VR 장치와 병렬케이블로봇 제어기를 통합하고, 사용자 조작 입력에 따라 VR화면과 탑승형 장치의 동기제어가 가능하도록 제어시스템 구축
  • 탑승자의 안전과 모션 제어의 효율을 극대화 하는 탑승형 엔드이펙터 기술 확보
군집의 태양광패널 세척 및 유지보수 관리를 위한 병렬케이블로봇
  • 대형병렬케이블로봇, 태양광패널 및 부속구조물과 케이블의 간섭을 방지하기 위한 강성부가축을 갖는 작업툴 그리고 폴리싱, 살수세척 및 태양광 패널의 흡착이송이 가능한 로봇 작업툴 및 작업경로생성/모니터링을 포함하는 제어장치
물류용 대형 케이블 로봇 개발
  • 랙 통과를 위한 케이블 접이식 물류로봇 메카니즘 설계
  • 대형 병렬 케이블 로봇용 고정밀 고하중 윈치 시스템 설계/제작

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