연구주제
과거 독립적으로 사용되었던 모터, 감속기, 드라이버 및 기타 전장부를 일체화한 소형 엑츄에이터의 개발은 최근 로봇 설계의 소형화/경량화에 중요한 역할을 하고 있다. 하지만 필요 엑츄에이터 토크를 크게 감소시켜 소형화/경량화에 기여하는 중력보상장치는 아직 엑츄에이터와 별개의 기계장치로 활용되고 있다. 본 연구에서는 가반하중 변화에 대응가능한 가변성을 지닌 초소형 모듈러 중력보상장치가 일체화된 소형 엑츄에이터를 개발하여 기존 엑츄에이터를 더욱 소형화 시키고자 한다. 
 

연구목표 및 핵심기술
본 연구의 최종목표는 초소형 가변 중력보상모듈과 기존 엑츄에이터와의 일체형 설계를 통해 한 단계 더 소형화된 엑츄에이터의 개발이다. 이를 위해선 기존 중력보상장치에 비해 혁신적으로 진화한 초소형 가변 중력보상모듈의 개발이 가장 중요한 난제이며, 이를 본 과제를 통해 먼저 해결하고자 한다. 이를 위해서 부피 대비 고-에너지 저장 기계요소, 고-토크 생성 메커니즘, 고-토크 가변 범위 메커니즘과 같은 독창적 원천핵심기술을 확보하고자 한다.
 

연구전략 및 내용
본 과제에서는 초소형 가변 중력보상모듈을 개발하며, 이를 일체화한 차세대 소형 엑츄에이터의 사전 연구를 수행한다. 주로 가변 중력보상모듈의 원천핵심기술 확보에 집중 연구하며, 확보된 기술의 최적 결합을 통해 초소형 가변 중력보상모듈을 개발한다. 최종적으로 이를 일체화한 소형 엑츄에이터 시제품을 제작하여 후속 과제의 사전연구를 수행한다.
 

기존과의 차별화
본 과제를 통해 개발되는 초소형 가변 중력보상모듈은 부피, 중력보상크기, 가변성 측면에서 기존 수준에 비해 크게 진보하였다는 차별점을 지닌다. 중력보상장치의 소형화를 위해 로봇 내부 공간을 활용하는 기존연구는 존재였으나 충분한 중력보상력을 유지하면서 엑츄에이터와 결합될 수 있을 정도로 소형화 된 연구는 없었으며, 가반하중변화에 대응한 가변성 구조의 기존연구 경우 소형화에 대한 고려가 전혀 이루어지지 않았다. 
 

필요성 및 임팩트
차세대 소형 엑츄에이터는 다양한 로봇 및 기계장치의 소형화/경량화 및 원가 절감 수준을 한 단계 끌어올리는데 분명한 기여가 있을 것으로 확신한다. 뿐만 아니라 초소형 가변 중력보상모듈은 독립적 부품처럼 중력보상이 필요한 구조이면 어디든지 쉽게 적용이 가능하므로 기술 확장성이 매우 크다. 이를 미루어 본 과제는 매우 뛰어난 산업적 임팩트를 지니고 있다.

그림 1. 구성요소들의 일체화를 통한 소형 엑츄에이터의 발전 흐름 및 본 연구과제 결과물인 가변 중력보상모듈 일체화를 통해 한 단계 더 소형화되는 엑츄에이터