- AI 기반 융합 인재 양성을 위한 교내 협력체계 구축
- BK21 교육연구단 및 AX 분야 인력양성사업단 참여… AI 혁신 생태계 조성 본격화

서울과학기술대학교(총장 김동환, 이하 서울과기대)는 7월 20일(월) 교내 테크노큐브 12층 큐브홀에서 「ST-AX 얼라이언스 발대식」을 개최하고, 교내 AI+X 분야 인력양성사업 간 협력체계인 ‘ST-AX 얼라이언스’를 공식 출범했다고 밝혔다.

ST-AX 얼라이언스는 미래 사회가 요구하는 AI 기반 융합 인재를 체계적으로 양성하기 위한 협력 플랫폼으로, 서울과기대의 교육·연구 역량과 AX(AI Transformation) 분야 인력양성 프로그램을 유기적으로 연계해 학문 분야 간 경계를 넘어서는 융합 교육과 AI 기반 공동 연구를 활성화하고자 한다. 이를 통해 학생들이 전공별 전문성과 AI 활용 역량을 동시에 갖춘 창의적 문제해결형 인재로 성장할 수 있도록 지원하며, 지속 가능한 AI 융합 교육·연구 생태계를 구축해 나갈 계획이다.

이번 얼라이언스에는 BK21 교육연구단을 비롯해 AI 반도체, Physical AI, 제조 AX, AI 클러스터, 혁신융합대학 등 총 14개 AI+X 분야 인력양성사업이 참여해 교육·연구 사업을 기반으로 공동 연구, 교육 프로그램 운영, 성과 공유 및 학생 교류 등을 추진하게 된다.

이날 발대식에서는 초대 ST-AX 얼라이언스 의장으로 선임된 박근 교수(BK21 인간중심 지능형 로봇시스템 교육연구단 단장)의 얼라이언스 추진 배경 및 향후 운영 방향 발표를 시작으로, 14개 참여 사업단 및 교육연구단 간 업무협약 체결식이 진행됐다. 이어 한국인공지능학회 회장인 이지형 교수를 초청해 AI 시대 인재 양성과 미래 전략에 관한 특별강연도 진행했다. 

김기태 서울과학기술대학교 산학협력단장은 “AI는 특정 학문의 영역을 넘어 모든 산업과 학문을 연결하는 새로운 연구 패러다임”이라며 “ST-AX 얼라이언스는 사업단 간 경계를 넘어 연구와 교육을 연결하고 공동 연구와 성과 공유를 활성화하는 협력 플랫폼이 될 것”이라고 밝혔다.

김동환 서울과기대 총장은 “ST-AX 얼라이언스는 대학이 추진하는 AI 기반 교육혁신과 융합연구 고도화, 산학협력 강화라는 발전 비전을 실천하는 대표 모델이 될 것이며, 서울과기대가 대한민국 AI 혁신을 선도하는 대학으로 도약하는 중요한 발판이 될 것”이라고 밝혔다.

공과대학 기계시스템공학부 허남수 교수 연구팀이 원자력발전소 배관시스템의 파단 가능성을 데이터에 기반해 정량적으로 예측하는 기술을 국내 최초로 정립했다. 연구팀은 이 성과를 재료·구조 파손분석 분야 1위 학술지인 ‘Engineering Failure Analysis’(Elsevier)에 최종 게재하였다. 해당 저널은 최신 JCR 기준 ‘Materials Science, Characterization & Testing’ 분야에서 1위(상위 1.4%)에 오른 국제 저명 학술지다.

이번 연구는 제1저자인 윤석준 석·박사통합과정생이 주도했으며, 한국수력원자력, 미국 전력연구원(EPRI), 미국 Dominion Engineering이 참여한 국제공동연구로 수행됐다. 연구팀은 한국형 원자력발전소를 대상으로 확률론적 파단평가 기법을 적용해 배관 등 핵심기기의 장기 파손빈도를 데이터 기반으로 정량 예측했다. 나아가 발전소 운영 중 시행되는 정비·보수 기법이 주요기기의 장기 파손빈도에 미치는 영향까지 정량적으로 분석해 운영 데이터와 상대적 위험도(Risk)를 근거로 핵심기기의 장기 건전성을 관리할 수 있는 기반을 마련했다.

특히 이번 연구는 데이터 기반의 확률론적 파손빈도 예측체계를 국내 최초로 정립하고 이를 실제 국내 원전 배관계통에 적용했다는 점에서 의미가 크다. 이번 성과는 향후 국내 원전에 위험도기반(Risk-Informed) 관리체계를 도입하기 위한 정량적 기술 기반이 될 전망이다. 특히 위험도기반 가동중검사(RI-ISI)와 ASME Sec. XI, Div. 2 기반 건전성 관리(RIM) 제도 도입에 활용될 수 있어 국내 원전 규제 및 안전성 평가 역량 강화에 기여할 것으로 기대된다.

허남수 교수는 “이번 연구는 원전의 장기 안전성을 운전 데이터에 기반해 정량적으로 입증할 수 있는 토대를 마련한 것”이라며 “앞으로 위험도기반의 선진 원전기기 건전성 관리체계를 국내에 정착시키는 데 기여하겠다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 기후에너지환경부와 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행됐다.

기계설계로봇공학과 석사과정 김민성 학생(지도교수: 박근)이 4D 프린팅 기반의 변형 가능한 웨어러블 보호장치 연구로 국제저명학술지에 논문을 게재하였다. 논문 제목은 “4D Printing of Transformable Re-entrant Auxetic structures Using Shape Memory Polymers for Wearable Protective Devices”로, 형상기억고분자(Shape Memory Polymer, SMP)와 Auxetic 메타구조를 결합하여 높은 변형률과 우수한 형상 회복 성능을 동시에 갖는 4D 프린팅 구조를 제안하였다. 

해당 연구에서는 열-점탄성 유한요소해석과 실험 검증을 통해 재진입 구조의 우수한 신장 및 회복 거동을 확인하였으며, 이를 손목 보호대 형태의 변형 가능한 웨어러블 보호장치에 적용하여 휴대성, 재사용성 및 기계적 지지 성능을 성공적으로 구현하였다.

해당 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었으며, 국제 저명 학술지인 Materials & Design (IF 8.2)에 게재되었다.

기계설계로봇공학과 최예준학생이 2026학년도 우수연구팀(PYIT) 연구과제에 최종 선정되었다.

우수연구팀(PYIT) 연구과제는 대학원생이 창의적인 아이디어를 바탕으로 연구를 주도적으로 수행할 수 있도록 지원하는 사업으로, 전임교원, 박사후연구원, 대학원생 및 학부생 연구원으로 구성된 소규모 연구팀의 우수 연구활동을 장려하기 위해 운영된다.

최예준 학생은 박사과정으로 재학중이며, 본 선정 과제에서 "반도체 공정용 정전척 온도 균일도 향상을 위한 TPMS 냉각 구조 연구"를 연구책임자로 맡아 연구과제를 진행할 예정이다.

선정된 연구팀은 2026. 6월부터 2026. 8월까지 약 3개월간 연구를 수행하며, 연구비를 지원받아 연구과제를 수행하게 된다. 이를 통해 대학원생의 독립적인 연구역량을 강화하고 우수한 연구성과 창출에 기여할 것으로 기대된다.

기계설계로봇공학과 안성진학생이 2026학년도 제1차 대학원생 해외 연구인턴십 지원사업 대상자로 최종 선정되었다.

대학원생 해외 연구인턴십 지원사업은 글로벌 연구역량을 갖춘 연구인재를 양성하고, 국제 공동연구 기반을 확대하기 위해 운영되는 프로그램으로, 대학원생에게 해외 대학에서의 연구 경험 기회를 제공하여 연구역량 강화와 국제화 경쟁력 제고를 목표로 하고 있다.

이번에 선정된 안성진 학생은 석사과정으로 재학중이며, "인체 모방 로봇 대퇴의지의 사용자 맞춤형 보행 궤적 최적화 연구" 명칭의 연구과제를 통해 선정되었다. 안성진 학생은 해외 대학의 연구실에서 연수를 통해, 현지 연구진과의 협업을 통해 전문 연구역량을 강화하고 국제 연구 네트워크를 구축할 예정이다. 또한, 연구 분야에 대한 심도 있는 학술 교류와 공동연구 경험을 통해 글로벌 연구자로서의 역량을 한층 발전시킬 것으로 기대된다.

기계설계로봇공학과 마이크로나노소자 연구실(지도교수: 표순재)의 강민규 박사과정생은 대한기계학회 마이크로/나노공학부문 2026년 춘계학술대회(05월 06-08일, 여수 디오션리조트)에서 본부 우수논문상을 수상하였다.

수상 논문인 “그레이스케일 제어를 통한 DLP 적층 제조 구조물의 압축 거동 프로그래밍”은 DLP(Digital Light Processing) 기반 적층 제조 공정에서 슬라이스 이미지의 그레이스케일을 조절하여 구조물 내부의 국부 물성을 제어하고, 이를 통해 압축 변형 거동을 프로그래밍할 수 있는 방법을 제안한 연구이다. 연구팀은 서로 다른 그레이스케일 조건에 따른 광경화 특성과 기계적 응답을 정량적으로 분석하였으며, 기능 경사 물성을 갖는 구조체를 제작하여 압축 변형 시퀀스 및 응력-변형률 거동의 변화를 실험적으로 검증하였다.

특히 본 연구는 구조물의 외형 변화 없이 내부 물성 분포만으로 기계적 응답을 정밀하게 제어할 수 있음을 제시하였으며, 향후 소프트 로보틱스, 웨어러블 디바이스, 기계적 메타구조물 등 다양한 분야에 활용 가능한 설계 전략으로 주목받고 있다. 또한 본 연구는 동과 박근 교수 연구팀(박지윤 학부생)과의 협업을 통해 수행되었으며, 구조 제작 및 해석 시뮬레이션 분야에서의 긴밀한 공동연구를 바탕으로 연구의 완성도를 높였다.

4단계 BK21 인간중심 지능형 로봇시스템 교육연구단에 참여하고 있는 이강희 연구원(박사과정, 지도교수 김정엽)과 데르게르무룬(석사과정, 지도교수 박근) 연구원이 연구실간 협동연구를 통해 TPMS 메타물질을 적용한 4족보행 로봇의 보행 연구를 수행하였다. 

데르게르무룬 연구원은 다공성 TPMS 메타구조의 설계에 따른 변형 거동을 분석하고, 다공구조의 치밀화에 따른 강성 변화 모델을 수학적으로 확립하였고, 이강희 연구원은 이를 적용한 4족보행 로봇의 인공지능(강화학습) 기반 보행 제어 연구를 수행하여 보행 로봇의 에너지 소모량을 6% 이상 절감하였다.

관련 연구성과는 생산제조분야 상위 저널인 International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology (IF 5.6, JCR 12.2%) 온라인판에 게재되었으며, 세부 정보는 다음과 같다

- 논문명: Energy-efficient Quadruped Robot Locomotion Via TPMS-Based Foot Design and Deep Reinforcement Learning 

- https://doi.org/10.1007/s40684-026-00895-5

상기 협동연구는 서울과학기술대학교 기계설계로봇공학과에서 수행중인 4단계 BK21사업(인간중심 지능형 로봇시스템 교육연구단)의 "연구실간 벽 허물기" 프로젝트의 일환으로 수행되었으며, 휴머노이드로봇연구실(책임교수: 김정엽)과 iCAE연구실(책임교수: 박근)간의 협동연구를 통해 수행되었다. 두 연구실은 금번 협동연구를 발판으로 향후 메타물질의 로봇 적용 연구에 박차를 가할 계획이다.

표순재교수는 유연인쇄전자 분야에서의 학문적 업적을 인정받아 한국유연인쇄전자학회로부터 우수 젊은 과학자상을 수상하였다. 본 수상은 2026년 2월 27일 경기도 수원특례시 성균관대학교 자연과학캠퍼스에서 개최된 2026 한국유연인쇄전자하고히 춘계학술대회에서 이루어졌다.

우리학과 메타물질 기초연구실과 AI-로봇 융합 ICC 연계 포럼이 개최되었다. 

'메타물질 기초연구실'은 한국연구재단의 지원(연간 사업비 5억원)을 받아 수행되는 사업으로, "기계적 메타물질을 이용한 기능성 요소부품 기술 연구"를 목표로 우리학과 박근, 표순재, 이승제, 석재영 교수 연구실이 참여하고 있다. 해당 사업은 2022-2024 3년간 1단계 사업을 수행하였으며, 1단계 수행 성과의 우수성을 인정받아 2단계 사업(2025-2027)을 연속으로 수주하야 수행하고 있다.

AI로봇 융합 ICC(센터장: 김정엽 교수)는 2021년 '스마트로봇융합 ICC'로 출범하여 본교에서 수행한 LINC 3.0 사업의 주축으로 활동하였으며, 2025년부터 'AI로봇 융합 ICC'로 개편하여 RISE 사업에 참여하며 인공지능과 로봇공학 융합 산학협력을 추구하고 있다.

포럼은 2026년 2월 10일 서울 엘타워에서 개최하였으며, 기초연구실 참여교수 및 학생연구원, AI로봇 ICC 김정엽 센터장 및 가족기업 관계자들이 참여하였다. 세부 프로그램은 AI로봇 융합 ICC 소개(김정엽 센터장), 메타물질 기초연구실 사업 소개(박근 교수) 및 주요 연구성과 소개(표순재 교수)의 순으로 진행되었으며, 이후 참여 대학원생들의 메타물질-로봇 융합 연구 사례 소개가 이어졌다. 

행사를 공동주관한 김정엽 ICC 센터장은 "기초연구실에서 개발하고 있는 기계적 메타물질이 기존 부품으로는 구현하기 어려운 혁신적인 성능이 많아 다양한 로봇 부품에 활용할 수 있을 것으로 보인다"는 평가와 함께 "ICC에 참여하고 있는 가족기업에도 적극 홍보하여 향후 로봇분야 산학협력 활성화를 도모해보겠다"는 계획을 밝혔다.

일반대학원 기계설계로봇공학과 ICAE 연구실(지도교수: 박근) 소속 김민성 석사과정 학생이 코타키나발루에서 개최된 ‘제7회 제조 공정 및 기술 국제학술대회(The 7th International Conference on Manufacturing Process & Technology, ICMPT 2026)’에서 우수논문상(Outstanding Paper Award)을 수상했다.

ICMPT는 제조 공정 및 기술 분야의 세계적인 연구자들이 모여 최신 기술을 공유하는 권위 있는 국제 학술대회다. 김민성 학생은 「Thermoresponsive 4D Printing of Stretchable Wrist Guard with Re-entrant Cellular Structures」 논문을 통해 연구의 독창성과 학술적 기여도를 인정 받아, 수상작으로 선정되었다

해당 연구는 온도 반응형 4D 프린팅 기법을 적용하여 신축성이 뛰어난 재진입(Re-entrant) 격자 구조 기반의 손목 보호대를 구현하는 과정을 담고 있다. 특히 복잡한 기계적 특성을 가진 구조체를 4D 프린팅으로 정밀하게 제어함으로써, 사용자 맞춤형 웨어러블 디바이스 및 스마트 보호 장구 분야의 새로운 공정 가능성을 제시했다는 점에서 심사위원들의 높은 평가를 받았다.

마이크로나노소자 연구실(https://sites.google.com/view/soonjaepyo/, 지도교수 표순재)의 강민규 석사과정생은 교육부와 한국장학재단이 주관하는 ‘2025학년도 석사우수장학금(이공계)’ 장학생으로 최종 선발되어 250만원의 장학금을 지원받는다. 본 장학금은 교내 전체 석사과정생 가운데 단 2명만 선발되는 매우 경쟁력 있는 제도로, 연구 활동의 우수성과 학업 계획 등을 엄격히 심사하여 선정한다.

강민규 연구원은 최근 SCIE급 국제 학술지 논문 게재 등 탁월한 연구 성과를 거두었으며, 이번 선발을 통해 그 학문적 역량을 대외적으로 다시 한번 인정받게 되었다. 강 연구원은 이번 장학금 수혜를 통해 보다 안정적인 환경에서 연구에 몰입하며 차세대 과학기술 리더로 성장해 나갈 예정이다.

- 에너지 분야 권위지 ‘Nano Energy’ 게재 - 서로 반대로 회전하는 ‘이중축 역회전’ 나노발전기 개발.. 바람 에너지 수확 효율 극대화

우리대학 기계시스템디자인공학과 표순재 교수 연구팀이 기존 회전형 나노발전기의 구조적 한계를 극복하고, 약한 바람에서도 고효율로 전기를 생산할 수 있는 이중축 역회전 마찰전기 나노발전기(CR-TENG)를 개발하였다. 이번 연구 성과는 에너지 분야의 세계적 학술지인 ‘나노 에너지(Nano Energy)’ (IF: 17.1, JCR 상위 5%) 148권(2026년 2월 발간)에 게재되며 그 우수성을 인정받았다.

논문명: Dual-shaft counter-rotating triboelectric nanogenerator for efficient wind energy harvesting (https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.111643)

■ 반대로 돌면 성능이 두 배? ‘역회전’으로 출력 한계 돌파
기존의 회전형 나노발전기는 하나의 로터(회전차)가 고정된 전극 위를 돌아가는 방식이어서 에너지 변환 효율에 한계가 있었다. 표순재 교수팀은 이를 해결하기 위해 두 개의 사보니우스-바흐(Savonius-Bach) 로터가 동일한 바람에서 서로 반대 방향으로 회전하게 설계했다. 이 역회전 메커니즘은 두 마찰층 사이의 상대적인 각속도를 극대화하여, 기존 단일 로터 방식 대비 전압은 77%, 전류는 145%나 향상시키는 쾌거를 이루었다. 또한, 반대 방향으로 회전하는 힘이 축에 가해지는 측면 공기역학적 힘을 상쇄하여 고속 회전 시에도 흔들림 없는 기계적 안정성을 확보했다. 

■ 고질적인 마모 문제, ‘브러시리스’ 구조로 완벽 해결
기존의 회전형 발전기들은 회전하는 전극에서 전기를 뽑아내기 위해 슬립 링(Slip ring)이나 전기 브러시 같은 부품이 필수적이었으나, 이는 마찰로 인한 마모와 신호 불안정을 초래했다. 연구팀은 베어링 자체를 전도성 경로로 활용하는 이중축 전극 구조를 도입하여 이 문제를 해결했다. 물리적 접촉을 통한 마모가 발생하는 브러시를 없애고 직접 배선 방식을 채택함으로써, 구조를 단순화하고 12,000초 이상의 연속 작동에도 성능 저하가 없는 뛰어난 내구성을 입증했다.
  

■ 스스로 전원을 켜는 IoT 센서.. 실용화 가능성 입증
연구팀은 개발한 CR-TENG를 활용해 실생활에 즉시 적용 가능한 다양한 자가발전 시스템을 선보였다. LED 120개를 안정적으로 점등시켰으며, 바람 에너지만으로 무선 환경 센서를 구동해 온도와 압력 데이터를 스마트폰으로 전송하는 데 성공했다. 특히, 시중에서 판매되는 디지털 손목시계와 습도계를 별도의 배터리 없이 바람만으로 작동시키며 차세대 자가발전 IoT 기기용 전원으로서의 실용성을 증명했다. 

표순재/박근 교수, Springer Most Cited Article Award 수상

우리학과 표순재, 박근 교수가 공동으로 집필한 "Mechanical materials for Sensor and Actuator Applications” 논문이 국제 저명 출판사인 Springer로부터 "Most Cited Article Award 2023 to 2024"를 수상하였다. 해당 논문은 Springer에서 출판되는 국제저명학술지인 International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology 2024년 11월호에 게재되었으며, 1년여의 기간동안 50회가 넘는 피인용을 기록하며 Most Cited Article Award를 수상하게 되었다.

우리 대학 기계시스템디자인공학과(기계설계자동화 프로그램) 박근 교수가 2025년도 '대한기계학회 학술상'을 수상하였다. 

대한기계학회는 1945년에 창립되어 올해 80주년을 맞은 전통있는 학회로 현재 2만여명의 회원이 소속된 국내 기계공학 분야 최대 규모의 학회이다. 대한기계학회 '학술상'은 수상자의 생애 연구업적과 대한기계학회 활동 실적, 대표 논문에 대한 질적 수준 평가 등을 종합적으로 고려하여 매년 1~2명의 수상자를 엄선하여 선정한다.

박근 교수는 유한요소해석 기반 최적설계 기술과 적층제조 응용 생산기술을 접목하여 기계적 메타물질 개발에 대한 창의적인 연구를 지속적으로 수행한 업적을 인정받아 수상자로 선정되었다. 특히 대표논문인 "Functional morphology change of TPMS structures for design and additive manufacturing of compact heat exchangers"는 TPMS 메타구조 설계 및 적층제조 기술을 개발하여 고집적 열교환기 성능 개선에 응용한 성과로, 2023년 8월 생산제조 분야 최상위 저널인 Additive Manfacturing에 출판되어 현재 Web of Science 기준으로 70회 인용되며 상위 0.8%의 피인용을 기록하고 있다.  

박근 교수는 2006년에 만 35에 이하 젊은 연구자에게 수여되는 '대학기계학회 백암논문상' 수상을 시작으로 2014년에 '효석학술상', 2021년에 '주봉학술상' 수상을 거쳐 금번에 최고 권위의 '학술상'을 수상함으로써 기계공학 분야에서의 탁월한 연구성과를 입증하였다. 시상식은 대한기계학회 창립 80주년을 맞아 개최된 '대한기계학회 2025년 학술대회(하이원 그랜드호텔)'에서 개최되었다. 

- 재료과학 권위지 ‘Advanced Functional Materials’ 표지논문(Front Cover) 선정 - 3D 프린팅으로 ‘음의 포아송 비’ 구현... 매립 환경에서도 고성능 유지

우리대학 기계시스템디자인공학과 표순재 교수 연구팀이 동과 박근 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 3D 프린팅 기술을 활용한 ‘오세틱 메타물질(Auxetic M etamaterial)’ 기반의 차세대 촉각 센싱 플랫폼을 개발했다. 이번 연구 성과는 재료과학 분야의 세계적 권위지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials, IF 18.5)’ 11월 25일 자(Vol. 35, Issue 47)의 표지논문(Front Cover)으로 선정되었다.

기존의 폼(foam)이나 다공성 구조를 활용한 촉각 센서들은 압축 시 측면으로 팽창하는 ‘양의 포아송 비(Positive Poisson’s Ratio)’ 거동을 보이는 것이 일반적이었다. 이러한 특성은 센서가 로봇의 외피 내부나 신발 깔창과 같이 단단한 프레임 속에 매립될 경우 치명적인 단점으로 작용한다. 공간이 제한된 환경에서 센서가 눌릴 때 발생하는 측면 팽창이 주변 구조물에 의해 구속(Confinement)되면서, 센서의 압축성이 제한되고 결과적으로 감지 성능이 급격히 저하되기 때문이다.

연구팀은 이러한 구조적·재료적 한계를 극복하기 위해 누를수록 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 수축하는 ‘음의 포아송 비(Negative Poisson’s Ratio)’ 특성을 가진 오세틱 메타물질을 센서의 핵심 소재로 도입했다. 표순재 교수팀은 단위 셀 내부에 구형 공극을 배치하여, 외부 압력 인가 시 구조 내부의 리가먼트(Ligament)들이 안쪽으로 좌굴되며 응축되는 3D 격자 구조를 설계했다. 이를 실제 소자로 구현하기 위해 박근 교수팀의 고정밀 DLP(Digital Light Processing) 3D 프린팅 기술이 적용되었으며, 미세하고 복잡한 3D 오세틱 구조체를 결함 없이 정교하게 적층 제조하는 데 성공했다.

연구팀은 개발된 오세틱 구조체를 기반으로 정전용량(Capacitive) 방식과 저항(Resistive) 방식의 두 가지 센싱 메커니즘을 모두 구현했다. 정전용량 센서는 압축 시 오세틱 구조의 내부 응축 현상으로 인해 전극 간격이 효과적으로 감소함과 동시에 구조체 내부의 유효 유전율이 증가하여 감도를 극대화했다. 또한, 탄소나노튜브가 코팅된 저항 센서는 압축 시 구조체 중심부로 전도성 네트워크가 밀집되는 현상을 이용하여 미세한 압력 변화에도 민감하게 반응하도록 설계되었다.

특히 이번 연구에서 가장 주목할 만한 점은 ‘매립형 환경’에서의 성능 검증 결과이다. 연구팀이 수행한 비교 실험에 따르면, 일반적인 입방 격자(BCC, SC) 구조 기반의 센서들은 매립 환경에서 측면 팽창이 억제되어 강성이 증가하고 감도가 떨어지는 현상이 뚜렷하게 나타났다. 반면, 오세틱 메타물질 기반 센서는 압축 시 구조가 안쪽으로 수축하는 거동을 보이기 때문에 주변 공간의 구속 여부와 관계없이 일관된 고성능을 유지함을 입증했다. 이는 로봇의 손가락이나 웨어러블 기기 내부 등 공간적 제약이 따르는 실제 응용 환경에서 해당 센서가 탁월한 성능을 발휘할 수 있음을 시사한다.

한편 이번 연구는 한국연구재단 우수신진연구 및 기초연구실 사업, 한국기초과학지원연구원의 신진연구자인프라지원 사업의 지원을 받아 수행되었다. 연구진 구성으로는 서울과기대 강민규 석사과정생이 제1저자로 참여했으며, 최홍갑 석사과정생과 박근 교수가 공동저자로, 표순재 교수가 교신저자로 참여했다.

논문명: Additively Manufactured 3D Auxetic M etamaterials for Structurally Guided Capacitive and Resistive Tactile Sensing (doi.org/10.1002/adfm.202509704)

표순재 교수는 마이크로/나노 기술 분야에서의 학문적 업적과 학술 발전에 기여한 공로를 인정받아 마이크로나노시스템학회로부터 신진연구자상을 수상하였다. 본 수상은 2025년 11월 21일 전라남도 여수 디오션리조트에서 개최된 2025 마이크로나노시스템학회 추계학술대회에서 이루어졌다.

마이크로나노소자 연구실(https://sites.google.com/view/soonjaepyo/, 지도교수 표순재)의 강민규 석사과정 연구원이 기계적 메타물질을 활용한 촉각 센서의 작동 메커니즘을 처음으로 제시하고 향후 차세대 촉각 센서 개발을 위한 연구방향을 체계적으로 정리한 리뷰 논문을 발표하였다. 이 연구결과는 2025년 10월 25일자 Advances in Physics: X (IF: 10.8, JCR 상위 6.6%)에 게재되었다. (https://doi.org/10.1080/23746149.2025.2572830)

해당 논문의 제목은 “Auxetic Mechanical materials for Resistive Tactile Senors: A Review”로, 음의 포아송 비(Negative Poisson’s Ratio)를 갖는 Auxetic 구조의 기계적 메타물질(Auxetic Mechanical materials, AMMs)이 기존 촉각 센서의 한계를 극복할 수 있는 유망한 플랫폼임을 규명하였다. 본 논문은 Auxetic 구조의 기하학적 특성을 중심으로, 기계적 메타물질의 변형 메커니즘과 저항형 촉각 센서의 전기적 변환 원리, 대표적인 2차원 및 3차원 Auxetic 구조의 설계, 주요 제작 방법, 센서의 구조적 설계에 따른 감도 향상 메커니즘을 포괄적으로 정리하였다. 특히, Auxetic 구조의 내향 수축(inward contraction) 거동이 압축 하중 시 전도 네트워크를 효과적으로 밀집시켜 감도를 높이고, 제한된 공간에서도 안정적인 신호 특성을 유지하며, 센서 어레이 간 물리적 간섭(crosstalk)을 최소화한다는 점을 처음으로 통합적으로 제시하였다.

이번 논문은 소재의 본질적 특성에 의존하지 않고, 기하학적 설계를 통해 물리적 거동과 전기적 응답을 정밀 제어하는 메커니즘 중심의 접근법을 확립하였다. 본 논문을 토대로 향후 로보틱스, 인공 촉각 시스템, 웨어러블 전자소자, 스마트 섬유, 의료용 촉각 인터페이스 등 다양한 응용 분야로의 확장이 기대된다.

서울과학기술대학교 기계시스템디자인공학과 신뢰성기반 기계설계연구실(지도교수: 허남수)의 최주원 석사과정 학생이 지난 2025년 7월 23일~25일 동안 중국 내몽고에서 개최된 The 15th International Conference on Quality, Reliability, Risk, Maintenance, and Safety Engineering (QR2MSE 2025) 국제학술대회에서 Best Paper Award를 수상하였다. 

최주원 석사과정생은 “A Reduced Thickness-d Maximum Loads Predictions of Complex Cracks in Cylinders”라는 제목의 논문을 2024년 중국 하얼빈에서 개최된 동일 학회에서 구두 발표하였으며 1년간의 심사를 통해 Best Paper Award 논문으로 선정되어 금번 학술대회에서 시상식이 진행되었다. 해당 논문을 통해 원자력 배관계통에 형상이 매우 복잡한 결함이 발생했을 경우 기존 평가법 대비 매우 간단한 공학적 방법으로 안전성을 신속하게 판단할 수 있는 방법론을 새로이 제안하고 이를 실험 및 수치해석을 통해 검증하였으며, 연구결과의 독창성을 인정받아 본 상을 수상하게 되었다.  

QR2MSE 국제학술대회는 에너지, 국방, 반도체, 전자기기 등 모든 산업분야에서 기계시스템의 신뢰성, 수명예측을 위한 기술을 개발하고 공유하는 아시아 최대 규모의 국제학술대회로 기계시스템디자인공학과의 허남수 교수가 작년에 이어 올해에도 공동 조직위원장을 맡아 활동한 바 있다. 

기계설계로봇공학과 기계설계자동화프로그램 박근 교수가 국제 4D프린팅 협회(4D Printing Society)의 Board of Director로 선임되었다. 국제 4D프린팅 협회는 미국 조지아공대 및 카네기멜론대, 독일 아헨공대 및 프라운호퍼 연구소, 스위스 취리히공대, 영국 노팅엄대 등 세계적인 연구기관들이 Member로 참여하고 있다.

박근 교수는 최근 활발한 3D/4D프린팅 및 메타물질 관련 연구성과를 인정받아 협회 이사로 선임되었으며, 이에 따라 우리 대학도 국제 4D프린팅 협회의 Member 자격을 얻게 되었다.  

서울과학기술대학교 기계설계로봇공학과 이승제, 박근 교수 연구팀은 국제연합 UN 산하의 국제정보통신연합 ITU에서 2017년부터 시작해 세계적인 인공지능 석학 및 정부, 국제기구 관계자들과 인공지능의 현재 및 미래정책을 토의하는 2025 AI for Good Global Summit에 초청되어 7월 11일부터 15일까지 스위스 제네바 Palexpo Convention Center에서 최신 연구내용을 전시하였다.  

금년도 AI for Good Summit에서는 인공지능의 미래에 있어 Physical AI로 표현되는 로보틱스의 중요성이 강조되어 역대 Summit 중 최초로 하드웨어와 결합된 인공지능의 미래를 제시하는 Robotics for Good 세션이 추가되었다. 본 세션에는 Google, Microsoft, Honda, Lucid Motors, BYD, Ehang 등 대형 AI 및 자율주행 기업 이외에도 CERN(유럽입자가속기연구소), ETH Zurich, EPFL, KTH, TU Delft, Harvard와 같은 세계적 대학 연구실도 일부 초청되었으며, 서울과학기술대학교는 국내 대학으로는 유일하게 ITU 조직위원회로부터 본 행사에 초청되어 비행형 로보틱스 연구개발을 통한 미래 비전을 제시하였다. 현장 전시에는 기계설계로봇공학과 이승제 교수, 박건우 석사과정, 김의현 석사과정 및 본교 졸업생인 한국로봇융합연구원 박우용 주임연구원이 참여하여 약 500명의 국제기관, 각국 정부 관계자, AI 기업관계자 및 일반 대중들에게 해당 기술을 소개하고 미래 협력방안에 대해 토의하였다. 

전시기간 동안 이승제, 박근 교수 연구팀은 인간과 상호작용이 가능한 미래 화물운송 및 사물조작용 무인항공기 체계인 Palletrone 비행시스템과, 기존 3D프린팅의 한계를 뛰어넘는 새로운 소재인 4D 프린팅 Bistable 메타구조물의 연구성과들을 전시하였다. 전시기간 동안 국제 기간통신사인 AP 통신의 인터뷰 또한 진행되었다.

 본 성과는 우리 과에서 수행중인 BK21 사업(사업명: 인간중심 지능형 로봇시스템 교육연구단) 및 한국연구재단 글로벌 기초연구실(사업명: 멀티스케일 메타구조물 기반 기능성 요소기술 연구실)의 지원으로 수행된 사업성과를 발표한 것이다.

 (출처: https://aiforgood.itu.int/speaker/palletrone-a-next-generation-fully-actuated-multirotor-platform/) 

(출처: https://www.youtube.com/watch?v=_2hh23HV8Ls&t=195s) 

국내 연구진이 인공지능(AI)과 3D프린팅 기술의 연계를 통해 일체화된 유연 메커니즘을 자동으로 설계할 수 있는 설계기법을 개발했다.

서울과학기술대학교는 기계시스템디자인공학과 박근 교수와 인공지능응용학과 김연응 교수 연구팀이 인공지능(심층 강화학습)을 적용해 디지털 셀 기반 유연 메커니즘을 구현할 수 있는 최적 설계기법을 개발하고, 3D프린팅을 통해 실험적으로 검증했다고 14일 밝혔다.

유연 메커니즘(Compliant mechanism)은 여러 기구요소를 조립해 동작을 구현하는 기존의 메커니즘과 달리 재료의 탄성 변형을 이용해 운동이나 힘을 전달하는 메커니즘으로, 원하는 메커니즘을 효율적으로 구현하기 위해 설계자의 경험과 시행착오가 요구된다.

연구팀은 기존의 연속적 영역에서의 설계를 디지털화된 셀 구조물(Digitized cell structure) 영역에서의 셀 구조 최적화 문제로 변환했다. 이를 위해 12개의 셀 구조물의 거동을 유한요소 해석을 통해 분석하고, 설계 영역을 디지털화해 최적화된 셀 배열을 찾기 위해 심층 강화학습을 적용했다.

특히, 딥 Q-러닝에 기반한 듀얼링 네트워크 구조를 도입해 셀 배치 상태에 대한 가치와 행동 이점을 분리해 학습함으로써 설계 안정성과 수렴 속도를 동시에 향상시켰다. 또한, 설계 결과의 구조적 일관성을 확보하기 위해 힌지 연결성(disconnected hinge)을 페널티 항으로 반영한 보상 함수를 제안함으로써, 기능성과 구조 안전성을 모두 만족하는 최적 설계 구조를 구현할 수 있었다.

연구팀은 개발된 최적설계 기법을 적용해 Soft gripper 메커니즘을 최적화하고 3D프린팅으로 제작해 건전지, 초소형 나사, 계란 등 다양한 크기의 제품을 파지할 수 있음을 실험적으로 검증했다. 또한 단일 구조의 Door-latch 메커니즘을 구현해 문 손잡이의 회전운동을 직선운동으로 변환해 확장성을 제고했다.

김연응 교수는 “이번 연구의 핵심은 복잡한 구조 설계 문제를 마르코프 결정 과정(MDP)으로 변환해, 설계 공간 내 셀 단위의 조합 최적화를 심층 강화학습을 통해 수행한 것”이라며, “기존의 위상 최적화 기법은 연속적 설계 공간에서 계산량이 매우 크고 초기 조건에 민감한 반면, 우리는 설계 영역을 디지털 셀로 분할하고 각 셀의 배치를 순차적 의사결정 문제로 재정의함으로써 강화학습 기반 최적설계가 가능해졌다”고 설명했다.

논문에 제 1저자로 참여한 서울과기대 기계설계로봇공학과 최예준 연구원(석사과정)은 “메타물질/3D프린팅 전문가이신 박근 교수님과 인공지능 전문가이신 김연응 교수님의 공동지도를 받아 세상에 없는 설계방법을 구현하게 되어 큰 보람을 느낀다”며 “서로 다른 전공 분야 간의 융합이라는 도전적인 연구 과정에서 많은 어려움이 있었지만, 그만큼 깊이 있는 학문적 성장을 이룰 수 있었고, 이를 바탕으로 선도적인 연구 성과를 도출하게 되어 매우 뜻깊게 생각한다”고 소감을 밝혔다.

한편 이번 논문은 ‘Deep reinforcement learning for optimal design of compliant mechanisms based on digitized cell structures’라는 제목으로 인공지능 응용분야 전문학술지인 Engineering Applications of Artificial Intelligence(JCR 2.9%) 2025년 7월호에 게재됐다.

서울과학기술대학교, 첨단 로봇 분야 석·박사 전문인력 양성 본격화
- 지능형 로봇 분야 BK21 사업단-첨단로봇산업 전문인력양성사업단 협력 체결
- 5개 Co-Working Space 운영을 통한 사업단·연구실 간 ‘벽 허물기’ 실현

□ 서울과학기술대학교(총장 김동환, 이하 서울과기대)에서 운영하는 2개의 첨단 로봇 분야 전문인력양성사업단(첨단로봇산업 전문인력양성사업단, 인간중심 로봇시스템 교육연구단)이 2025년 6월 10일 ‘로봇 분야 인력양성사업 연합 워크숍’을 개최하고, 상호 업무협약을 체결하며 긴밀한 협력을 위한 첫발을 내디뎠다. 

□ 첨단로봇산업 전문인력양성사업단은 산업통상자원부가 지원하고 한국로봇산업진흥원이 주관하는 사업으로 2024년 3월 선정되어 5년간 지원을 받는다. 본 사업단은 4차 산업혁명 시대의 혁신 신기술을 이해하고, 로봇과 타 산업 간 융합이 가능한 실무형 전문인력을 양성하는 데 중점을 두고 있다.

□ 인간중심 로봇시스템 교육연구단은 교육부가 지원하는 4단계 BK21 사업의 ‘지능형 로봇’ 분야 교육연구단으로, 2025년 3월 선정되어 3년간 지원을 받는다. 디지털 설계 및 제조 기술이 융합된 인간중심 지능형 로봇시스템 분야의 전문인력을 양성하는 것이 주요 목표다.

□ 첨단로봇산업 전문인력양성사업단 김정엽 교수는 “우리 사업단은 산업체 수요를 반영한 교육과정 구성과 산학 연계 학위논문 등 로봇 관련 전문기업과 연계하여 석·박사급 전문 인력을 양성해 오고 있다”며, “향후 BK21 사업이 추구하는 학문적 수월성과 국제교류 활성화를 통해 양 사업단 간 시너지를 얻을 수 있을 것”이라고 소감을 밝혔다.

□ BK21 교육연구단장 박근 교수는 “두 사업 모두 본교 일반대학원 기계설계로봇공학과를 중심으로 수행되고 있다”며, “이번 업무협약을 통해 사업단 간 자원을 공유하고 긴밀한 협력관계를 유지함으로써 학과 구성원 모두가 Win-Win 할 수 있는 교육·연구 환경을 만들어 나가겠다”라고 포부를 밝혔다.

□ 연합 워크숍은 양 사업단 관계자와 참여 대학원생들을 대상으로 개최되었으며, 미국 University of Missouri-Kansas City 신희섭 교수의 특강을 시작으로 양 사업단 소개, 사업단 간 업무협약(MOU) 체결식 등이 이어졌다.

□ 아울러, 양 사업단은 공동연구 활성화를 위해 Robot Space, Drone Space, Printing Space, Digital Space, Idea Space 등 총 5곳의 Co-Working Space를 개설하고 현판식을 진행하였다. 해당 공간들은 참여교수들이 특화된 연구 공간을 사업단 전 구성원에게 개방하여 장비와 인력을 공유하는 방식으로 운영될 계획이다.

서울과학기술대학교, 첨단 로봇 분야 석·박사 전문인력 양성 본격화 | 중앙일보 

이승제 교수는 2025년 5월 29일 Springer Nature 출판사로부터 "Editorial Contribution Award 2025"를 수상하였다. 해당 수상은 제어분야 국제학술지인 International Journal of Control, Automation, and Systems (IJCAS)의 Associate Editor로써 활발히 활동한 공적을 인정받아 수여되었으며, 2025년 1월에 저널 측으로부터 "Best Associate Editor Award 2024" 또한 수상한 바 있다.  

서울과학기술대학교 기계시스템디자인공학과 신뢰성기반 기계설계연구실(지도교수: 허남수)의 석사과정 김희진 학생이 지난 4월 9일~11일 동안 경주 코오롱 호텔에서 개최된 대한기계학회 춘계학술대회(신뢰성부문)에서 우수논문상을 수상하였다.

김희진 석사과정생은 한국원자력연구원과 공동으로 “다양한 탄소성 보정 방법론에 따른 환경피로 수명 예측”라는 제목의 논문을 발표하였다. 이 연구를 통해 기존 탄소성 보정 방법론의 보수성을 규명하고 탄소성 보정 방법론에 따른 환경피로 영향에 대해 분석하였으며 이 공로를 인정받아 금번 수상자로 결정되었다.

한편 대한기계학회(회장 배중면)는 1945년에 창립되어 국내 기계공학분야의 학문과 기술발전을 이끌어 왔으며 현재 약 2만여명의 회원이 소속된 국내 기계공학 분야 최고 권위의 학회로 인정받고 있다.