주요 연구성과
NEW 이황·고제성 교수, 소프트 로봇 활용 생체모방형 건축 외장 패널 개발
- 2023-03-22
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우리 학교 이황∙고제성 교수 공동 연구팀이 생체 모방 건물 외장 패널을 개발했다. 유리 건물 외벽의 차양 및 외장재로 활용이 가능한 이 패널은 주변 환경 변화에 따라 스스로 형태를 바꾸어 실내 조도를 조절할 수 있으며, 복잡한 형상의 건물에도 쉽게 적용할 수 있다.
이번 연구는 ‘하이브리드 소프트로봇과 막구조를 활용한 휨 가능한 생체모사 반응형 건물외장(Flexural biomimetic responsive building façade using a hybrid soft robot actuator and fabric membrane)’이라는 논문으로. SCI 국제 학술지 중 ‘엔지니어링, 토목’ 분야 랭킹 1위 저널(상위 0.36%, IF 10.517)인 <오토메이션 인 컨스트럭션(Automation in Contruction)>에 게재됐다.
이황(건축학과, 사진 왼쪽)∙고제성(기계공학과, 사진 오른쪽) 교수가 연구에 참여했고, 우리 학교 대학원 스마트융합건축학과 석사과정 김미진 학생이 주저자로 기계공학과 박사과정 김백겸 학생이 공동저자로 함께 했다.
자동으로 개폐가능하거나 움직이는 건물 외장은 디지털·친환경 건축 및 건설 자동화 흐름과 맞물려 최근 세계적으로 많은 관심을 받는 연구 주제다. 그러나 복잡한 구조·조인트 메커니즘 및 전자기 모터를 활용한 구동방식의 전력 소모 등으로 인해 실제 구현에는 여러 한계를 보여왔다.
우리 학교 건축∙기계 융합 연구팀은 신축성 실리콘 재료 기반의 로봇 그리퍼(gripper)와 스마트 재료 중의 하나인 형상기억합금을 건축 디자인 요소로 통합한 하이브리드 구동을 제안하고 실험하여, 외부자극에 자동으로 변형하는 건축 외장 시스템 개발에 성공했다.
연구팀은 "이번에 개발한 생체모방형 건물 외장 패널은 센서와 구동기를 스마트재료를 통해 통합하여 적은 전력으로 신축성 있는 부드러운 움직임을 발휘하기 때문에, 복잡한 형상의 건물에 쉽게 부착할 수 있다“며 ”앞으로 다양한 건물 형태의 건축설계 및 건물 내외부에 적용될 것으로 기대한다“고 전했다.
이번 연구는 아주대학교 교내 전략 연구 및 한국연구재단 우수신진연구의 지원을 받아 수행되었다.
이황 건축학과 교수는 미국 플로리다국제대학교를 거쳐 지난 2018년부터 우리 대학 강단에 서왔으며 로봇 응용 건축(robotics-applied architecture) 및 바이오 재료 기반의 3D∙4D프린팅에 대한 연구를 진행하고 있다.
고제성 기계공학과 교수는 미국 하버드대학 박사후 연구원을 거쳐 2017년부터 아주대 교수로 일하고 있다. 고 교수는 생체 모방 로봇(Biologically Inspired Robotics) 분야에서 활발히 연구를 수행하고 있다.
<아주대 연구팀이 개발한 생체 모방 건물 외장 패널의 적용 예>
<연구팀은 신축성 실리콘 재료 기반의 로봇 그리퍼와 스마트 재료 형상기억합금을 활용, 건축 외장 시스템을 개발했다>