'젊은안전한 바카라사이트공학자(YoungRobotEngineer)'코너는한국안전한 바카라사이트학회와안전한 바카라사이트신문이공동으로기획한시리즈물로미래한국안전한 바카라사이트산업을이끌어갈젊은안전한 바카라사이트공학자를발굴해소개하는데있다.
76번째인터뷰는대구경북과학기술원(DGIST)황민호교수다.황교수는1987년생으로2010년KAIST에서기계공학학사,2012년석사를거쳐,2017년8월박사학위를받았다.졸업후2017년8월부터2018년6월까지KAIST에서박사후연구원,2018년7월부터2019년6월까지대전소재스타트업유진기술에서기술이사,2019년6월부터2021년6월까지UC버클리에서박사후연구원으로근무했다.귀국후2021년8월부터현재까지DGIST로봇공학부조교수로재직하고있다.
2015년6월ISCAS올림푸스최우수논문상,2018년유연내시경수술로봇케이플렉스(K-FLEX)로'수술로봇챌린지2018'에서최고응용상및전체우승,2018년제14회아시아컴퓨터보조수술컨퍼런스(ACCAS)최우수논문상,2019년한국기계기술단체총연합회10대기술선정(유연내시경수술로봇케이플렉스(K-FLEX),2021년대한의료로봇학회최우수논문상,2022년6월제어로봇시스템학회(ICROS)젊은연구자상,2022년11월대한의료로봇학회우수논문상,2023년제19회한국로봇학회로봇종합학술대회우수논문상을수상했다.
주요연구분야는안전한 바카라사이트/AI지원수술,메커니즘설계/안전한 바카라사이트조작기의운동학적분석,원격안전한 바카라사이트및제어,시각적서보제어,안전한 바카라사이트을위한딥러닝/강화학습,안전한 바카라사이트및파지시뮬레이션등이다.
Q.최근하고계신연구가있다면소개부탁드립니다.
저희SurGLab(서지랩,SurgicalRoboticsandRobotManipulationLaboratory)은수술로봇과로봇팔을이용한물체의정밀조작에관심이있습니다.저희의비전은먼저,수술의패러다임을바꾸는차세대수술로봇을개발하는것이고,두번째는,인간수준의민첩성,유연성,그리고지능을갖는물체의조작과협업기술을개발하는것입니다.
조금더구체적으로,현재진행중인연구를소개드리면,첫째,사람의입,항문,질과같은자연적으로나있는개구부로진입하여소화기내에서시술또는수술을수행하는유연한형태의수술로봇기술을연구하고있습니다.이로봇은기존의다빈치와같은곧은형태의수술로봇이접근할수없는,굴곡지고협소한공간으로접근하여기존에불가능했던영역의수술을할수있습니다.저희는로봇을유연화하기위한기술적인장벽을극복하기위해,유연하면서효율적으로동력을전달할수있는메커니즘,tendon-sheath메커니즘에서발생하는마찰,인장등의비선형케이블효과의모델링및보상제어알고리즘,새로운형태의연속체수술관절등을연구하고있습니다.
두번째로는사람은쉽게할수있지만현재의로봇팔로는수행하기어려운조작기술을연구하고있습니다.즉,매듭묶기,로프풀기,조직절제(tissueresection)와같은가변형물체의추적/조작기술,동적인물체를조작하기위한실시간시각적추적제어,그리고로봇의정확정밀도를향상시키기위한로봇보정을연구하고있습니다.
세번째로는반복적이고정형화된수작업들이로봇으로일부대체되고있습니다.하지만,사람이수행하는대부분의작업들은아직까지로봇으로완전히대체되기는어렵고,상당한시간이소요될것이라예상합니다.특히,수술이나차량의자율주행과같이사람에게위험도가높은비정형작업들은쉽게자동화되기는어렵습니다.저희는이러한환경에서적용이가능한공유자율성(sharedautonomy)또는공유원격조작제어(sharedteleoperationcontrol)를연구하고있습니다.로봇을기본적으로사람이조종하지만,로봇에게특화된모션/작업을보조해줌으로써조종의효율을증대시키는제어방법을연구하고있습니다.수술,재난/구조,원자력발전소,우주탐험등의분야에활용도가높은기술이라고할수있습니다.
Q.2017년8월KAIST에서“SurgicalJointwithEnhancedPayloadCapabilitywithitsapplicationtoFlexibleEndoscopicSurgeryRobot”으로박사학위를받으셨는데어떤내용인지소개부탁드립니다.
사람의몸속에진입하기위해안전한 바카라사이트은소형화되어야합니다.동시에수술하기위한충분한힘/강성을확보해야합니다.일반적으로주요장기인위,소장/대장,간을견인하여절제하기위해서최소로필요한페이로드가300g정도입니다.직경이3~4mm로소형이면서300g정도를들어올릴수있는안전한 바카라사이트관절이아직까지없었습니다.그래서저는수술안전한 바카라사이트의관절구조를어떻게만들면사이즈와힘/강성의트레이드오프를극복할수있을까에대해궁금증을가지고연구를시작하였습니다.당시저희연구팀이K-NOTES라고하는내시경안전한 바카라사이트을개발했었는데,연구실환경에서는상당히잘동작했었는데,살아있는동물의몸속에삽입해보니강성이부족해서구동케이블이끊어지거나조직을견인할수없어수술을수행하기어려웠습니다.그당시에는많은연구들이수술관절의소형화에집중하였는데,이러한경험들을겪어보니,수술관절의페이로드에집중해서연구를수행하게되었습니다.
제박사학위연구는다양한수술안전한 바카라사이트의관절메커니즘을페이로드측면에서분석하였고,유연한형태의내시경수술에서큰힘을낼수있는새로운메커니즘을제안하였습니다.제안한두가지연속체메커니즘은모두300g의페이로드를낼수있었습니다.특히,이연구에서제안한이중구름관절메커니즘은직경3.8mm에300g의페이로드를낼수있습니다.최종적으로는케이-플렉스(K-FLEX)라고하는무침습내시경수술안전한 바카라사이트에적용하여가능성을검증하였습니다.개발된K-FLEX안전한 바카라사이트은연구실의우수한후배님들이더욱발전시켰고,지금은로엔서지컬이라는회사에서상용화를준비하고있습니다.
Q.교수님의주요관심분야가로봇/AI지원수술,메커니즘설계/로봇조작기의운동학적분석,원격로봇및제어,시각적서보제어,로봇을위한딥러닝/강화학습,로봇및파지시뮬레이션등으로알고있습니다.로봇/AI지원수술이나원격로봇관련하여최신동향이나기술적인트렌드가있다면무엇인지궁금합니다.
인공지능기반의수술지원/자동화기술은UC버클리,UC샌디에고,존스홉킨스대,홍콩중문대등에서활발히연구를진행하고있습니다.수술의자동화는공장과같은다른분야와는큰차이가있습니다.자동화를하려면,기본적으로로봇의정확도가높아야합니다.반면,수술로봇은케이블을사용한원격구동방식으로인해오차가크게발생합니다.문헌에의하면다빈치수술로봇은2mm에서크게는5mm까지위치오차가발생합니다.케이블의비선형특성으로인해이러한오차는모델링하기가상당히어렵습니다.따라서수술로봇의정확/정밀도를보정하려는연구가진행되고있습니다.
또한,수술환경의특이성도비전을통한인식에어려움을유발합니다.광원이안전한 바카라사이트에가까이에위치해있어빛반사가심합니다.안전한 바카라사이트이나바늘등의몸속에삽입되는물체들이대부분SUS,티타늄과같은금속으로이루어져있기때문에이러한효과가더심해집니다.수술시에조직을지지면서(cauterizing)발생하는연기와상호간의가림(occlusion),그리고봉합사,조직의가변적(deformable)인특성으로인해,안전한 바카라사이트의자세나물체의자세를추적하기가어렵습니다.그래서수술안전한 바카라사이트과수술바늘,봉합사등을인식하고추적하기위한연구가다양한연구팀에서활발히진행되고있습니다.
텔레로보틱스분야에서주요한흐름중의하나로공유자율성(sharedautonomy)을꼽을수있습니다.안전한 바카라사이트을이용하여다양한작업들을자동화하려는시도가있지만,아직까지대부분의작업들은사람의감독(supervision)이나관리가필요합니다.이러한맥락에서조종자(사람)가높은수준의함축된명령을내리고이를안전한 바카라사이트이받아들여원시적인일련의작업들을수행하는형태의공유제어(sharedcontrol)가연구되고있습니다.사람의조종에도움이될만한정보를조종화면에시각적으로띄워서작업효율을높여주는증강디스플레이도연구되고있습니다.안전한 바카라사이트이느끼는촉감이나가려진물체에대한정보등을조종화면에띄워주는것입니다.이렇게원격조작(teleoperation)에서안전한 바카라사이트과분담,협업,공유를하는제어방법들이활발하게연구되고있습니다.
Q.박사학위취득후스타트업인유진테크에서기술이사1년,UC버클리에서박사후연구원으로2년정도계셨는데당시어떤연구를하셨는지궁금하고,미국의로봇연구에서우리가배울점이있다면무엇인지궁금합니다.
제가KAIST에서석사,박사학위연구를수행하면서개발에참여했던안전한 바카라사이트이크게두가지가있습니다.하나는케이-플렉스(K-FLEX)라는연성내시경수술안전한 바카라사이트이고,또다른하나는아폴론(APOLLON)이라는복강경수술안전한 바카라사이트입니다.박사학위를취득하고약1년정도는같은연구실에서K-FLEX의완성도를높이고동물실험을수행하는연구를했습니다.
그성과를가지고팀원들과임페리얼칼리지런던에서주최하는수술로봇챌린지(SurgicalRobotChallenge)2018에참여하게되었는데,앞으로의임상에서활용될수있는잠재력과기술의우수성을인정받아최우수응용상(BestApplicationAward)와종합우승(OverallWinnerAward)을동시에수상하였습니다.그리고이듬해에는한국기계기술단체총연합회에서주최하는올해의10대기계기술에도선정되었습니다.이러한수상이력들이추후포닥지원과교수임용에도도움이되었던것같습니다.
그이후1년간은유진기술과로엔서지컬이라는창업회사에서1년간아폴론(APOLLON)수술로봇의개발에참여했습니다.두회사는제가학위를받은연구실에서스핀오프한회사입니다.APOLLON은다빈치수술로봇과는다르게모듈화된로봇팔을침대에부착하는형태입니다.버브서지컬이나CMR서지컬의형태와유사합니다.제가맡은임무는1년간의수정/보완을거쳐동물실험을성공적으로수행하도록프로젝트를관리하는것이었습니다.더불어기구학분석과제어파트를담당했습니다.
마스터콘솔과슬레이브안전한 바카라사이트을이더캣을이용하여실시간으로제어하고,기구학을분석해서상호간의맵핑을하는제어알고리즘을개발했습니다.슬레이브의팔이4개이고,마스터의팔이2개로,총44축정도로일반적인안전한 바카라사이트시스템보다복잡하여고려할사항이많았던것같습니다.
UC버클리의오토랩(AUTOLAB)에서는2년간다빈치안전한 바카라사이트(DVRK)을이용해서AI기반의수술자동화연구를수행했습니다.수술안전한 바카라사이트의부정확성을딥러닝으로모델링하고예측하는제어알고리즘을연구했고,최종적으로모의수술작업에적용하여자동화가능성을확인하였습니다.켄골드버그(KenGoldberg)교수님이아주열정적이고저에게새로운분야였기때문에밤낮,주말없이공부했던기억이납니다.
이연구팀은수술자동화연구를선도하고있는로보틱스+AI분야의팀으로관련분야를선도하는우수한연구성과를꾸준히내고있습니다.제가포닥을시작하고약3개월정도이후에ICRA2020의마감일이있었는데,놀라웠던것은,연구실에서총9편의논문을제출하였고,그중8편이수락되었습니다.가장인상적이었던것은제출한논문중에서절반(약5편)이상이학부생이주저자로쓴논문이었고,지도교수님께서논문제출마감일까지9편의논문을상세하게교정해주셨습니다.교수님의표현을빌리자면,aseaofredink(빨간색잉크)로덮인교정된논문들을마감일까지끊임없이주고받으며논문을수정해나갔습니다.
우리나라대학에서도학부생들이주니어때부터연구실에서생활하면서,ICRA나IROS와같은국제학회에논문을발표해보는경험을해보면,졸업후진로결정에도움이되고,석사/박사과정에진학해서주제를탐색하고조금더심도있는연구를수행하는데도움이될것같다는생각을해봅니다.우리나라대학의학생들은이미그럴수있는역량은충분히가지고있는것같으니,두려워하지말고도전해보기를추천합니다.
Q.안전한 바카라사이트을연구하면서가장어려운점은무엇입니까?
로봇분야의특성상배우고익혀야할지식들이많다는것입니다.저는학부에서기계공학을전공했는데지금은딥러닝,강화학습,그리고컴퓨터비전을열심히공부하고있습니다.최적화나제어지식도필수인것같습니다.게다가수술로봇을개발하려면해부학,내시경술기와같은내/외과적인지식도필요합니다.학과에계신교수님들과대화하다보면,센서나재료,MEMS분야의공부도필요한것같습니다.하지만,다양한분야를너무넓게공부하다보면,상대적으로연구/기술의깊이가얕아지는문제가있고,그렇다고하나의분야만깊게파고들어가다보면통찰력/시야가국한되고세상에필요없는결과물이나올가능성도있습니다.그래서결국에는어떠한분야의지식이어느정도로필요한가하는선택의문제가남습니다.아직도이러한딜레마에서제가원하는정도를찾아가는과정에있습니다.아마많은연구자분들이비슷한경험을하고계실것같습니다.저도최대한시간관리를하면서,세상에필요한기술들을연구/개발하기위해즐겁게공부하고있습니다.
Q.안전한 바카라사이트을연구하게된동기가있다면?
저는어렸을때부터움직이는기계와역학에많은관심이있었습니다.저희부모님께서도제흥미를지지해주셨고,자연스럽게과학고등학교,KAIST에진학하면서내가원하는기계와안전한 바카라사이트을만들어보고싶다는생각을갖게되었습니다.제가학부생이던시기에KAIST풍동실험실에서사고가있었는데,다리가절단된선배님의인터뷰와관련다큐멘터리를보면서,안전한 바카라사이트이사람들의생명을지키고희망을줄수있다면더욱보람이있겠다는생각이들었습니다.원래안전한 바카라사이트의족을만들고싶었는데,찾아보니국내에는관련연구팀이없어메디컬안전한 바카라사이트연구실에진학하게되었습니다.
Q.연구자로서앞으로의꿈과목표가있다면?
인류의긍정적인방향으로의발전에도움이되는기술을만들고또상용화하고싶습니다.상위저널에논문을쓰는것도필요하지만,논문을출판하는것을목표로하는연구는최대한지양하려고노력하고있습니다.연성수술로봇이상용화되면,환자에게신체적부담을줄일수있고,기존에불가능한수술이가능해져많은사람들에게혜택을줄수있습니다.하지만기술적난제가많고해결하기가상당히어렵습니다.이러한장벽들을단계적으로해결하고내시경수술로봇을상용화하는것,그리고재난구조,원전폐기물처리,우주탐사와같은위험하고도전적인작업에서근로자들에게도움을주는로봇조작기술을상용화하는것이최종목표입니다.
Q.안전한 바카라사이트을전공하려는후배들에게어떤준비와노력이필요한지조언해주신다면?
요즘학생들은저보다훨씬똑똑하고더알차게사는것같습니다.너무나잘하고있어별다른조언은필요하지않은것같습니다.다만,제가학생들과면담을하면진로문제로고민하는학생들이많습니다.진로문제나인생계획은머릿속으로시뮬레이션을아무리해도쉽게답이나오는문제는아닌것같습니다.저는학생들에게잘하는것보다는좋아하고즐길수있는방향을택하라고조언합니다.그리고최대한많은경험을하라고합니다.창업,안전한 바카라사이트대회,연구실,회사인턴등의다양한경험을하다보면,본인이원하는방향이조금씩보일것같습니다.무슨일을하든진취적으로도전하는정신이필요합니다.
Q.국내안전한 바카라사이트산업이한단계더발전하기위한방안이있다면...
연구소나학교에있는랩들을둘러보면,훌륭한기술들이상당히많은것같습니다.그런데교수님이나연구자분들이퇴직하시고기술들을이어받을사람이없으면오랫동안쌓은기술과노하우들이모두사라집니다.그래서저는더욱많은학생/교원/연구자분들이활발하게창업을하여기술을상용화하려는도전이많아지면좋겠습니다.그리고우수한학생들이졸업후에스타트업이나중소기업으로도진로를선택하기를바랍니다.
학생들이이러한선택을할수있도록인식을바꾸는노력이필요하고장려하는정책이필요합니다.다행히도과학기술원에서는교원창업에대한제한들이완화되고있는것같습니다.그리고여러창업회사들이성공하는좋은선례를보여주고있습니다.연구소나다른대학들에서도연구자들에게창업을독려할수있도록제도의개선이필요하다고생각합니다.
Q.연구에주로영향을받은교수님이나연구자가계시다면...
대학원지도교수님이신권동수교수님께큰영향을받았습니다.세상에없는물건을만들어야한다라는말씀을입버릇처럼하셨고,저를포함한연구실학생들에게창업/기업가정신을심어주셨습니다.학회나세미나를들으시면가장먼저손들고질문을하시고,나이차이가많은학생들보다더열정적입니다.학생들과함께로엔서지컬이라는회사를창업하여운영하고있는데,수술안전한 바카라사이트의상용화에도성공하는모범을보여주었습니다.학생시절에는몰랐는데,교수의위치에있으니더감사하고배울점이많은것같습니다.