연구분야
역학그룹에서는 자동차, 전기전자, 중공업, 철강, 에너지, 수송과 같은 다양한 구조물의 동적/정적 거동을 역학적 관점에서 해석하고 해석결과를 통해 시스템 설계·생산·운용을 최적화함을 목적으로 한다. 현재 주요 연구내용은, 구조기반 복합 물리장에서의 구조/진동/파동 해석, 스마트시스템(압전/자기변형) 해석, 멀티스케일(나노, 마이크로, 매크로) 해석, 시스템 고장진단 및 예지 등의 연구를 시뮬레이션, 실험, 센서, 통계이론 등 다양한 기법을 이용하여 수행한다. 해석결과는 형상/크기/위상 최적설계 기법을 통해 시스템의 경량화, 성능, 신뢰성, 내구성 최적화에 쓰이고 있다.
유한요소법 등의 전산해석 기법을 이용한 구조해석 및 설계 연구를 수행하며, 메타물질의 설계 및 해석 연구와 DNA, 단백질 등의 생체분자 기반 바이오구조물의 효율적인 전산해석 연구도 수행하고 있다. 또한 다양한 물리적 환경하에 구조물의 복잡한 역학적 거동을 모사할 수 있는 멀티스케일 시뮬레이션 기법의 개발 및 적용 연구를 수행 중이다.
기계 시스템의 고장 진단 및 예지에 필요한 개념을 교육에 반영하여 고체강도거동학(학부), 역학과 설계 (학부), 기계시스템 설계 (학부), 통계기반 공학해석 및 설계 (대학원) 등의 수업을 개설한다
‘트랜스포머티브 아키텍쳐 연구실’ (Transformative Architecture Laboratory)에서는 역학, 제조, 로보틱스를 포함한 기계공학 지식뿐만 아니라 수학, 물리, 건축, 디자인 및 데이타 기반 설계 분야를 아우르는 다양한 융복합 기술을 이용하여 첨단구조물의 설계 및 제작에 관한 연구를 수행한다.
로봇 조작, 동작 최적화, 제어, 학습, 설계 등을 주로 연구하고 있다. 통합적으로 리 그룹과 미분기하학에서의 개념과 도구들을 사용하여 이와 같은 문제들에 접근하고 있다. 현재 진행되고 있는 연구에는 최적 경로 생성을 위한 실시간 알고리즘, 제약 조건하에서 표본 추출 기반의 동작 계획, 기계학습을 이용한 로봇 동작 학습 및 프로그래밍 등이 있다.
분자 레벨에서 세포 및 조직 단위에 이르기까지 그 거동을 여러 실험 기법을 통해 정량적으로 측정하고, 역학적 모델링을 통해 생체 시스템이 어떻게 기계적 상호작용을 하는지 해석한다. 나아가 단백질 및 세포 엔지니어링을 통해 다양한 생체 시스템에 대한 제어 기술을 연구한다. 원하는 기능을 수행하는 생체 시스템을 설계 및 생산하는 것이 중장기적 목표이다.
Precision Bioinstrumentation (PB) Lab은 살아있는 세포의 물리적 특성과 기계적 반응을 활용한 생체 계측 기술을 개발한다. 무게, 부피, 강도, 모양 등의 세포 특성을 MEMS 및 미세유체 기반 바이오센서와 광학 바이오칩을 통해 정밀 측정한다. 이를 암 및 뇌질환과 같은 질병을 진단하고 모니터링하는 차세대 헬스케어 기술 개발에 적용한다.
3D 프린팅은 4차 산업혁명 시대를 선도할 새로운 생산·제조 방식으로 주목받고 있으며, 로봇, 자동차, 항공, 국방, 의료 등 산업 전반에 걸쳐 큰 파급효과가 기대되는 기술이다. 본 연구실은 지능형 스마트 소재의 물리적, 기계적 특성을 연구하고, 첨단 프린팅 기법 개발 및 적용을 통해 4D프린팅, 소프트로봇, 메타물질, 바이오프린팅 등 새로운 분야를 개척하는 연구를 수행한다.
본 연구실에서는 인위적인 미소 구조의 배열로 만들어진 인공 구조 (Metastructure) 를 통해 음의 밀도나 음의 강성 등의 독특한 고체역학 특성을 구현하고 이를 다양한 기계 분야에 응용하는 연구를 수행한다. 이를 위해 미소구조의 고체역학적 설계와 함께 다양한 멀티피직스 해석, 그리고 실제 실험적 검증 등의 연구로 관련 기술에 접근하고 있다.
