의료 로봇용 마이크로 초음파 모터 개발

전문가 제언

○ 많은 첨단의료 검사장비 관련 연구자들은 2000년을 전후하여 카메라를 부착한 수mm 사이즈의 마이크로 로봇이 위, 소장, 대장 등의 소화기관에 진입하여 정밀 검사하는 디바이스기술에 주목해왔다. 당시 반도체 미세가공기술을 응용하는 MEMS 디바이스의 실현 가능성 때문이다.

 

○ 약 10mm 사이즈의 마이크로 로봇을 구동하려면 1mm 이하의 마이크로 모터가 필요하다. 이를 실현하기 위해 정전(electrostatic) 마이크로 모터를 비롯하여 전자(electromagnetic), 형상기억합금(SMA), 기능성 유체 등의 구동방식 연구가 많이 이뤄졌으나 의료로봇용 마이크로 모터의 토크/구동력을 얻는 데 미치지 못한 상황이다.

 

○ 일본의 Toyohashi과기대 연구진은 의료용 마이크로 로봇에 이용할 수 있는 수준의 토크를 얻기 위한 액추에이터로서 마이크로 초음파 모터를 제안하고 연구개발 내용을 해설했다.

 

？ 초음파 발생용 압전소자의 경우, 발생하는 진동진폭은 매우 작기 때문에 초음파 모터에서는 진동모드를 이용하여 진폭을 증폭한다. 이 연구에서는 스테이터 구멍의 중심축을 따라 생기는 3파의 진동모드로 마이크로 초음파 모터의 구동 가능성을 확인하고 스테이터와 로터의 예압을 조정하여 10μNm 이상의 토크(반경 1mm에서 1g의 힘)를 발생시켰다. 이는 실용적인 수준에 이르는 연구결과다.

 

○ 실용화까지는 마이크로 모터의 예압 발생기구의 소형화, 마이크로 모터의 효율향상, 마이크로 초음파 모터의 분해능 향상, 체내 사용의 안전성 및 내환경성 등의 과제가 남아 있다. 연구진은 가까운 장래에 과제들이 해결되고 실용화를 실현할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 

○ 국내에서는 2000년대에 진입하여 생산기술연구원, 한양대, 호서대, 고려대 등에서 마이크로 초음파 모터 관련 연구가 이뤄져왔으나, 의료로봇용 마이크로 초음파 모터의 연구실적은 확인되지 않는다. 향후 MEMS기술을 이용한 초음파모터 구동 마이크로 로봇연구의 활성화를 기대한다.

저자

MASHIMO Tomoaki

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

정밀기계

연도

2015

권(호)

33(9)

잡지명

日本ロボット學會誌

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

668~672

분석자

박*선

분석물

• 의료 로봇용 마이크로 초음파 모터 개발.pdf [464,331 byte]

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