서울공대 기계공학부 박용래 교수팀, 감각과 움직임 함께 구현한 '지능형 인공근육' 세계 최초 개발

서울공대 기계공학부 박용래 교수팀, 감각과 움직임 함께 구현한 '지능형 인공근육' 세계 최초 개발 - 생체근육 닮은 액정탄성체 기반 인공근육 제시 - 로봇 손가락·그리퍼 적용 시, 섬세한 조작 및 물체 특성 인식 가능- 휴머노이드, 의료 및 재활 로봇, 소프트 로봇 활용 전망 ▲ 서울대학교 기계공학부 박용래 교수(왼쪽), 조지연 연구원(오른쪽) 서울대학교 공과대학은 기계공학부 박용래 교수 연구팀이 생물의 근육-힘줄 복합체에서 영감을 받아, 감각과 운동 기능을 동시에 수행할 수 있는 ‘지능형 인공근육’을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 액정탄성체(Liquid Crystal Elastomer, LCE) 소재에 액체금속 채널을 내장한 이 인공근육은 전기적 자극을 가하면 수축하며, 내부의 힘과 길이도 스스로 측정할 수 있다. 따라서 생물학적 근육처럼 운동 신호(수의신경계)와 감각 신호(감각신경계)의 동시 처리가 가능하다. 이는 다양한 미래 휴머노이드 로봇에 적용될 수 있는 혁신적 기술로 평가받고 있다. 이번 연구성과는 세계적 권위의 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’에 게재됐으며, 표지 논문으로도 선정됐다. ▲ 인공근육 기반 로봇 그리퍼 (Advanced Materials Vol. 3, No. 2 표지) ■ 연구 배경최근 휴머노이드 로봇, 물류 자동화 시스템, 재활 및 보조 의료기기 등 다양한 산업·의료 분야에서 사람처럼 섬세하게 물체를 다루고 외부 환경을 스스로 인식하며 안전하게 상호작용할 수 있는 로봇 구동 기술에 대한 수요가 빠르게 증가하고 있다. 그러나 기존에 개발된 인공근육이나 로봇 구동기는 구동과 감지 기능이 분리되어 있기 때문에 별도의 센서와 복잡한 제어 시스템을 반드시 필요로 하는 한계가 있었다. 따라서 이 문제를 해결할 수 있는 새로운 형태의 ‘지능형 구동 소재’에 대한 요구가 지속적으로 제기돼왔다.■ 연구 성과이에 박용래 교수 연구팀은 생물의 근육-힘줄 복합체(Muscle-Tendon Complex)에 착안해, 생체근육처럼 감각과 움직임을 동시에 구현한 액정탄성체(LCE) 기반 인공근육을 세계 최초로 개발하는 성과를 거뒀다. 물리적 지능(physical intelligence)을 구현함으로써 로봇 구동 기술의 새로운 장을 열었다는 평가다. 이 인공근육은 서로 다른 성질의 등방성(isotropic) LCE와 네마틱(nematic) LCE*를 직렬로 결합한 단일 구조로 구성되어 있으며, 두 LCE는 각각 힘줄과 근육의 역할을 수행한다. 그리고 여기에 삽입된 두 액체금속 채널 중 하나는 열을 가해 수축을 유도하는 구동기(모터) 역할을, 다른 하나는 힘과 변형을 정밀하게 감지하는 센서 역할을 한다. 별도의 외부 센서 없이도 구조 내부에서 근육의 수축 상태를 감각하고, 동시에 움직임이 구현되도록 설계된 것이다.* 등방성(isotropic)은 물질의 성질이 모든 방향에서 동일한 상태를 의미하며, 네마틱(nematic)은 분자들이 특정 방향으로 정렬된 상태를 뜻한다. 따라서 등방성 LCE는 방향에 관계없이 유사한 물성을 보이는 반면, 네마틱 LCE는 분자의 정렬 방향을 따라 더 큰 변형이나 응답을 나타낼 수 있다.연구진은 인공근육을 적용한 로봇 손가락과 그리퍼 시스템이 사람처럼 물체를 섬세하게 잡고, 물체의 강도와 크기를 스스로 구분하도록 만드는 데 성공했다. 특히 두 개의 인공근육이 서로 반대방향으로 작동하는 ‘길항쌍(antagonistic pair)’으로 구성된 덕분에 근육의 수축과 이완을 정밀하게 조절하면서 빠르고 정밀한 구동을 구현할 수 있었다.   ■ 연구진 의견박용래 교수는 “이번에 개발한 인공근육은 생물학적 근육의 고유한 구조와 기능을 재현한 것으로, 로봇이 주변 환경과 더욱 유연하고 민감하게 상호작용할 수 있도록 한다”며 “향후 휴머노이드, 의료 및 재활 로봇, 소프트 로봇 등에 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.■ 연구진 진로박용래 교수 연구팀은 향후 인공근육의 냉각 속도를 높이기 위한 구조 최적화 및 능동 냉각기술 개발도 추진 중이다.이번 논문의 주 저자인 조지연 연구원은 현재 서울대학교 기계공학부 박사과정에 재학 중이며, 인공근육의 자동화 제작에 관한 후속 연구를 진행하고 있다. 학위 취득 후에 박사후연구원으로서 관련 연구를 지속적으로 수행할 계획이다. 한편, 서울대학교와 미국 캘리포니아대학교 샌디에이고(University of California, San Diego)가 협력해 수행한 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 이뤄졌다.▲ 생체근육과 인공근육의 작동 원리 비교(왼쪽), 인공근육을 적용한 로봇 손(오른쪽)[참고자료]- 논문명/저널 : J. Cho, M. Kim, T. Park, Y. Yang, S. Cai, and Y.-L. Park, “"Bio-Inspired Artificial Muscle-Tendon Complex of Liquid Crystal Elastomer for Bidirectional Afferent-Efferent Signaling,” Advanced Materials, vol. 38, no. 2, e03094, 2026.   - DOI : https://doi.org/10.1002/adma.202503094 [문의]서울대학교 공과대학 기계공학부 박용래 교수 / 02-880-1668 / ylpark@snu.ac.kr

서울공대 건설환경도시공학부 주진현 교수, ‘토목의 날’ 국토교통부 장관 표창 수상

서울공대 건설환경도시공학부 주진현 교수, ‘토목의 날’ 국토교통부 장관 표창 수상  ▲ ‘2026년 제29회 토목의 날’ 기념식에서 국토교통부 장관 표창을 수상한 주진현 서울대 건설환경도시공학부 교수(맨 오른쪽) 서울대학교 공과대학은 건설환경도시공학부 주진현 교수가 ‘2026년 토목의 날’을 맞아 국토교통부 장관 표창을 수상했다고 밝혔다.대한토목학회가 주관하는 ‘토목의 날’은 토목기술인의 역할과 업적을 기념하고, 건설기술 발전에 기여한 유공자를 포상하기 위해 마련된 행사다. 한양도성이 완공된 날(1398년 3월 30일)에 1998년부터 매년 개최되고 있으며, 올해 ‘2026년 제29회 토목의 날’ 기념식은 지난 3월 30일 서울 한국과학기술회관에서 열렸다. 주 교수는 지반공학과 전산역학을 융합한 첨단 해석 기술을 선도적으로 개발·적용해 토석류, 산사태, 지반붕괴, 암반 파괴, 지반–구조물 상호작용 등 국가 인프라 안전과 직결되는 문제의 해석 고도화에 기여한 공로를 인정받았다. 특히 기존 해석기법으로는 신뢰성 높은 모사가 어려웠던 대변형 거동과 복합 파괴 현상을 해석할 수 있는 전산 시뮬레이션 기반을 구축함으로써, 재해 위험 평가와 인프라 안전성 검토의 고도화에 기여해 왔다.또한 정부출연연구기관 및 산업체 재직 경험을 바탕으로 실무 적용 가능성을 고려한 해석 기술을 발전시켜 공공 인프라의 설계·유지관리 기술 발전과 현장 적용성 제고에도 힘써왔다. 이러한 연구 성과는 재해 위험지역 평가, 사전 재해영향성 검토, 시설물 거동 예측, 재난 대응 시나리오 구축 등 공공 분야 전반으로의 확장 가능성을 인정받고 있다.아울러 주 교수는 국제저명학술지 논문 발표와 국제학술대회 초청강연, 국제 학술위원회 및 저널 편집위원 활동 등을 통해 국내 건설기술의 국제적 신뢰도와 위상을 높이는 데에도 기여해 왔다.주 교수는 “주변의 많은 도움과 격려 덕분에 뜻깊은 상을 받게 되어 감사하게 생각한다”며 “앞으로도 더욱 책임감을 갖고 연구와 교육에 임하며, 건설기술 및 산업계 발전에 기여할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 소상 소감을 밝혔다.▲ 주진현 서울대 건설환경도시공학부 교수가 수상한 국토교통부 장관 표창 [문의]서울대학교 건설환경도시공학부 행정실 이은희 직원 / 02-880-9147 / ehlee@snu.ac.kr

서울공대 기계공학부 김호영 교수팀, 미국물리학회 주관 APS Gallery of Soft Matter 수상

서울공대 기계공학부 김호영 교수팀, 미국물리학회 주관 APS Gallery of Soft Matter 수상 - 물 머금어 팽창한 씨앗 군집이 물 표면에서 만드는 주름 패턴 가시화 성과 - 포스터 수상작 미국물리학회 연례학술대회 초청강연 예정 ▲ (왼쪽부터) 서울대 기계공학부 홍주영 박사과정생, 김민준 석사과정생, 박성준 박사과정생, 김호영 교수 서울대학교 공과대학은 기계공학부 김호영 교수 연구팀(김호영 교수, 홍주영·김민준·박성준 연구원)이 지난 3월 미국물리학회(APS)가 주관하는 ‘Gallery of Soft Matter’ 상을 수상했다고 밝혔다.미국물리학회의 연성물질 분과(Division of Soft Matter)에서 열린 Gallery of Soft Matter 대회는 연성물질 시스템이 보여주는 미적 아름다움과 흥미로운 물리 현상을 시각적으로 담아내어, 연구자 뿐 아니라 일반 대중에게도 쉽고 친숙하게 전달하기 위해 마련된 이미지·영상 공모전이다.출품작은 일반 학술 포스터보다 대중성과 전달력을 더욱 강조하는 것이 특징이며, 시각적 완성도와 과학적 흥미도를 기준으로 심사받는다. 그 중 수상작은 그 우수성을 인정받아 국제 학술지 ‘피지컬 리뷰 E(Physical Review E)’에 실리며, 그간 스탠포드대(Stanford University) 공대, 브라운대(Brown University) 공대, 취리히 연방 공과대학(ETH Zürich) 등 미국과 유럽의 유수 대학에서 수상작을 홍보해온 바 있다. 아울러 수상팀은 이듬해 열리는 APS 연례학술대회에서 초청강연을 진행한다.  김호영 교수팀의 이번 수상작은 물 표면을 가득 덮은 씨앗의 뗏목이 물을 머금어 팽창하면서 주름이 지는 현상을 예술적 감각으로 담아낸 연구 결과다. 연구팀은 바질 씨앗과 같은 흡수팽창성 입자로 만들어진 뗏목이 벽으로 둘러싸인 상태에서 물을 머금어 팽창하면 뗏목이 구부러지며 주름이 지는 현상을 발견하고 가시화했다. 이는 뇌에 주름이 생기고 빈 콜라캔을 압축하면 좌굴(buckling)되는 현상과 동일한 원리이다.기존에는 고체 박판의 주름 및 좌굴 현상이 주로 연구되었으나, 이번 수상작은 입자로 이뤄진 뗏목과 액체 계면이라는 새로운 시스템에서 주름 패턴을 발견했다는 점에서 그 창의성을 인정받았다. 또한 액체 또는 연성물질(soft matter) 계면에서 다양한 판들이 성장하면서 생기는 불안정성을 보다 직관적으로 시각화하는 모델 시스템으로서도 중요한 의미를 갖는다.  김호영 교수는 “이번 성과는 연성물질 연구가 지닌 과학적 깊이 뿐 아니라 시각적 매력과 대중과의 소통 가능성도 함께 보여준 사례”라며 “뇌발달의 물리적 원리와 습한 환경에서 세균막의 성장 과정을 이해하는 데에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다”고 밝혔다. 김호영 교수팀은 현재 입자성 연성 계면에서의 자기조직화 메커니즘을 정밀하게 규명하는 연구를 수행 중이며, 내년 열리는 미국물리학회의 초청 강연에서 이번 연구 내용을 소개할 예정이다.▲ 2026년 3월 열린 APS Gallery of Soft Matter Competition에서 수상한 서울대 기계공학부 김호영 교수 연구팀의 출품작 [참고자료]2026 APS Gallery of Soft Matter 수상자 공식 발표 페이지: https://engage.aps.org/dsoft/gallery/gallery/mm26-gallery[문의]서울대학교 공과대학 기계공학부 김호영 교수/ 02-880-9286 / hyk@snu.ac.kr