품목번호

2022-서비스로봇-일반-21

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

품목유형

■ 원천기술   □ 혁신제품

로봇/자동화기계

-

융합유형

□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형  □ 신산업창출형  ■ 해당없음

해당여부

□ IP연계  □ 표준연계  □ 디자인연계  □ BI연계  □ 경쟁형  □ 복수형  □ 국가핵심기술  □ 서비스형  □ 안전과제  □ 탄소중립  □ 국제공동   □ BM형  □ 원스톱형  □ 챌린지형  □ 통합형  □ 실증형

R&D 샌드박스 유형

■ R&D 샌드박스(일반)  □ R&D 샌드박스(지정)

품목명

가사보조를 위한 연성메커니즘 기반 폴딩로봇 개발

품목코드

(HSK10)

류

호

소호

통계부호

(TRL :  [시작] 3단계 〜 [종료] 6단계)

8

5

0

8

1

1

1

0

0

0

1. 개념 및 산업동향

ㅇ 개념: 연성 메커니즘 기반의 컴펙트하게 보관할 수 있는 소프트 로봇 개발을 통하여 가정집의 다양한 형태의 가사작업을 보조

- 제품형태 : 가정환경의 개인용 서비스로봇

* 다양한 물체를 조작 및 이동시킬 수 있어야 함

* 가사작업을 수행할 수 있어야 함

- 기술형태 :

* 연성 기반의 메커니즘 설계 및 제작 기술

* 협소한 공간에 접근(탁자 아래 등)이 가능한 설계 및 제어기술

* 이동 플랫폼에 결합이 가능한 모듈화 기술

* 보관이 용이하도록 접을 수 있는 설계 기술

ㅇ 산업동향 : 미국 Stanford 대학에서 공압 기반의 길이가 변화할 수 있는 Vine robot 개발. 스위스 ETH, 미국 Virginia 공과대학 등에서 파우치 형태의 공압 액츄에이터를 사용한 컴팩트한 로봇 팔 조인트를 개발. 국내 S대학, K대학, K연구소 등은 소프트 엑추에이터, 가변 구조, 가변 강성구조 등의 기초 연구를 진행. 독일 Festo에서 강성 및 연성 메커니즘이 적용된 하이브리드 메커니즘을 기반으로 충돌시 충격을 줄일 수 있는 로봇 팔을 개발

2. 지원 범위

ㅇ 가사작업이 가능한 연성 메커니즘 기반의 폴딩 소프트 로봇 팔

- 사람과의 충돌 및 물체 조작 시 손상을 가하지 않고 비정형 환경에 적응, 협소한 공간에 접근 가능한 연성 메커니즘 개발

- 보관이 용이하도록 접을 수 있는 형태의 로봇 시스템

- 독립된 엑추에이션 소스를 통하여 로봇이 이동하며 가사작업을 수행할 수 있음 (전력은 배터리 사용 혹은 외부에서 공급 가능)

- 가정집 다양한 형상의 물건(의류, 케이블, 볼펜, 종이류 등)을 집고 저장하거나 원하는 위치로 옮길 수 있음 (가반하중 1.0 kg)

- 연성 메커니즘의 내구성/신뢰성 대책 필요 (관련 핵심지표는 제안자가 제시)

ㅇ 개발된 소프트 로봇 팔이 지원 가능한 가사작업 발굴 및 데모를 통한 검증

ㅇ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표		단위	달성목표
1	가반하중1)	kg	1.0 이상
2	로봇 팔 최대 길이	m	1.0 이상
3	충돌 시 최대 압력2)	N/cm2	110 이하

1) 모든 작업영역 기준

2) KS B ISO TS 15066 기준

3. 지원 필요성

ㅇ (기술적) 다양한 소프트 로봇 팔 개발을 위한 기초 연구들이 수행되었으나 명확한 어플리케이션을 찾지 못하고 있는 상황임. 어플리케이션 중심의 연성 메커니즘 개발 필요

ㅇ (경제적) 세계 서비스 로봇 시장 규모는 2021년 362억 달러, 향후 연평균 23.3% 성장하여 2026년 1,033억 달러 시장 형성 전망 (국제로봇협회 IFR). 가사지원용 로봇 시장은 2021년 기준 전체 서비스 로봇 시장 규모의 26% 차지함

- 가정용 로봇 시장의 규모는 계속 증가하고 있으나 제품 범주는 매우 좁은 상황. 로봇 청소기 외 새로운 형태의 가사보조 로봇을 지속적으로 개발하고 있으며, 소프트 로봇 기술은 현재 산업화를 위한 적용이 시작되는 단계

ㅇ (사회적) 다양한 형태의 개인서비스 로봇이 실제 환경에 급속히 도입되고 있으나, 대부분 사업장의 서비스로봇으로, 가정용 로봇으로의 확대가 필요함

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 : 45개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2~4차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘23년 10억원 이내(총 정부출연금 50억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 비영리기관

ㅇ 기술료 징수여부 : 비징수