P4. 스프링과 공압 두 개로 사람 손 동작 재현하는 로봇 손 ‘바이오플렉스봇’
홍콩중문대 선전 캠퍼스와 난징정보공정대 연구진이 사람 손의 핵심 동작을 재현하는 로봇 손 ‘바이오플렉스봇’을 개발했다. 연구 결과는 와일리가 발행하는 학술지 어드밴스드 사이언스에 게재됐다.
구조는 코일 스프링과 이를 감싸는 구속 셸, 압축 공기를 쓰는 기본 공압 시스템으로 이뤄졌다. 공압은 압축 공기의 힘으로 움직이게 하는 것을 가리킨다. 연구진은 공압 입력 두 개만으로 집기, 회전, 걸기, 쥐기 동작을 수행했다고 밝혔다. 로봇공학계는 그동안 사람 손의 생물학적 구조를 그대로 옮기는 방식을 시도해 왔는데, 이 경우 구조가 복잡해지고 제어가 어려워진다는 것이 연구진의 설명이다.
로봇 팔 끝에 달려 실제 작업을 수행하는 장치를 엔드이펙터라고 하며, 바이오플렉스봇은 이 엔드이펙터에 해당한다.
선임저자인 리잉톈 홍콩중문대 선전 박사는 구조적 지능과 물리적 지능을 활용해 크기가 크게 다른 물체를 함께 다루면서도 사람과 비슷한 복잡한 조작이 가능한 단순 설계를 추구했다고 말했다. 함께 선임저자로 참여한 양양 난징정보공정대 박사는 대부분의 로봇 손이 하드웨어와 제어 비용을 치르며 사람의 형태를 따라 만드는 반면 이번 접근은 형태가 아니라 기능만 모사하는 데 집중했다고 설명했다.
검증 과정에서 바이오플렉스봇은 침을 다루고 피펫으로 액체를 옮겼으며, 병뚜껑을 사람 손 가동 범위의 약 4배까지 돌렸다. 공구함과 고글을 걸어 옮기는 동작도 수행했다. 연구진은 유사 시스템과 비교해 13배 가까이 큰 물체를 쥘 수 있고, 사람 손보다 3.5배 더 늘어나고 줄어든다고 밝혔다.
시연된 응용 분야는 세 가지다. 3D 프린팅으로 만든 목업을 활용한 항공엔진 블레이드 검사, 휴머노이드 로봇에 통합한 일상 작업, 화학 실험 수행이다. 연구진은 시제품을 완전 자동화 플랫폼으로 옮기는 작업을 다음 단계로 제시했다.
자세한 내용은 더 로봇 리포트에서 확인할 수 있다.
이미지 출처: 나노바나나 생성
