반도체 시장의 급격한 성장 예측에 따라 산업 주요국 및 기업에서 설비 투자를 확대하고 있는 상황에서 반도체 공정 설비의 유지/보수 등 관리 자동화에 관한 수요 또한 비례적으로 증가하고 있습니다. 본 연구에서는 이러한 반도체 공정 설비 관리 자동화 수요에 대응하기 위해 공정 설비의 협소 공간 내에 유연하게 진입하여 구조 강직화 이후 다양한 유지/보수 작업을 수행할 수 있는 연속체 로봇을 개발하고자 합니다. 통상적으로 특정 분야에서 단일 임무를 수행하기 위해 개발되어 타 분야 확장 적용이 어려웠던 기존의 연속체 로봇과 달리, 연속체 로봇을 one source multi-use 플랫폼으로 활용하기 위해 구조 및 사양이 가변적인 모듈형 로봇으로 구현하는 것을 목표로 합니다. 구조 및 사양 가변형 연속체 로봇 시스템을 구현하기 위한 핵심 요소 기술로 고속 고강성화가 가능한 마그네틱 알갱이 기반 재밍 메커니즘, 수축/인장/굽힘 거동이 가능한 유연기구 기반 내골격 구조체, 모듈화가 가능한 로봇 자세 추정용 공초점 광섬유 곡률 센서, 인가 외력 방향 및 크기 감지를 위한 중공 박형의 정밀 힘/토크 센서를 개발하고 이를 내장하여 연속체 로봇 단위 모듈을 구현하고자 합니다. 이러한 단위 모듈을 크기 및 성능에 따라 다종화하여 연속체 로봇을 적용 환경 및 임무에 최적화된 구조 및 사양으로 손쉽게 구성하여 활용할 수 있도록 할 계획입니다.

본 연구에서 개발하는 연속체 로봇 시스템은 다종의 단위 모듈을 환경 및 임무 조건에 따라 조합하여 구조 및 사양이 가변하는 특징을 바탕으로 다양한 반도체 공정 설비의 관리 자동화를 위해 활용할 예정하며, 궁극적으로 안정적인 반도체 생산성 유지 및 지속적 향상에 기여할 것으로 기대합니다. 또한 연속체 로봇 단위 모듈을 구성하는 핵심 요소 기술 중 작동 원리 측면에서 세계 최초로 제안하는 마그네틱 재밍 메커니즘과 광섬유 곡률 센서 모듈은 연속체 로봇 외 타 분야로 확장 적용될 수 있을 것으로 기대합니다. 별도의 외부 장비를 사용하지 않고 모듈형 부품으로 구현할 수 있는 마그네틱 알갱이 재밍 메커니즘은 고속 강성 변화성, 고 해상도 강성 제어성, 소형 구조 고강성화 특징을 기반으로 조작 로봇 엔드이펙터, 다차원 멀티 모달 디스플레이 분야 등에 응용 가능하며, 넓은 계측 범위를 높은 정밀도로 측정할 수 있는 공초점 광섬유 센서 모듈은 웨어러블 장치, 헬스케어 디바이스 등의 핵심 부품으로 활용할 수 있을 것으로 기대합니다.