형상기억합금(SMA)을 이용한 액추에이션 방식은 차세대 의료기기 시장을 선도할 중요한 핵심기술이다. 그 이유는 인간의 손동작과 같은 유연성과 섬세한 움직임을 구현할 수 있어서 시술자의 정교한 최소침습술(MIS) 테크닉을 그대로 인체내 병변치료에 적용할 수 있는 장점이 있기 때문이다. 그러나 아직까지 SMA 액추에이터가 상용화에 크게 성공을 거두지 못한 이유는 SMA 고유의 히스테리시스(hysteresis)와 같은 비선형적 동특성이 아직 해결되지 못하고 있기 때문이다. 이러한 한계성을 극복해줄 수 있는 방안으로 본 저자는 펠티에 효과(Peltier effect)를 이용한 열전소자를 SMA 카테터에 결합하여 능동적이고 신속하게 급열 급랭할 수 있는 SMA 액추에이터를 특허등록하였고, 본 연구를 통해 열전소자의 연속전류의 단계적 전류증가에 따른 온도변화, 불연속 정전류 역전류에 따른 온도변화를 평가하고 고찰하였다.
Actuation using a shape memory alloy (SMA) is considered to be an important technology that will play a leading role in market for next-generation medical devices because an SMA actuator can accurately imitate skillful and delicate hand movements. However, SMA actuators have not been successfully used because of problems in control design caused by the nonlinear hysteresis effect of SMA, which leads to inaccuracies in control systems. In order to overcome the effect, the authors invented a SMA actuator, which could actively and rapidly cool down and heat up, by combining a SMA catheter and a TE module using the Peltier effect. In order to evaluate the TE characteristics of our TE module system, the changes in the temperature with 1) incremental increases in a continuous electric current and 2) the appearance of a discontinuous constant or reverse current are discussed in this paper.
