(영상+)달걀 집고 물 따르는 로봇손 개발

2020.01.22 17:56
달걀을 집는 동작처럼 정교한 작업을 그대로 따라 하는 인간형 로봇 손이 개발됐다. 한국기계연구원 제공
달걀을 집는 동작처럼 정교한 작업을 그대로 따라 하는 인간형 로봇 손이 개발됐다. 한국기계연구원 제공

달걀을 집거나 물을 따르고 가위질을 하는 등 사람이 일상생활에서 손으로 하는 정교한 작업을 그대로 따라 하는 사람 손 크기의 인간형 로봇 손이 개발됐다. 감각을 느끼면서도 쥐는 힘은 강하고 다양한 로봇 팔에 장착할 수 있어 다양한 곳에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

 

도현민 한국기계연구원 첨단생산장비연구본부 책임연구원 연구팀은 사람 손가락 움직임과 구조를 따라 해 같은 방식으로 물체를 조작하는 인간형 로봇 손을 개발했다고 22일 밝혔다.

 

인공지능(AI)이 발달하고 AI를 활용한 로봇기술도 발달하면서 로봇 손 또한 주목받고 있다. 로봇의 손은 AI가 명령한 동작을 그대로 수행하면서 AI가 학습할 감각 또한 느낄 수 있는 요소기 때문이다. 때문에 학계에선 피아노 치는 로봇 손처럼 다양한 활동을 하는 로봇을 개발하며 로봇 손의 자유도를 늘리고 있다.

 

연구팀이 개발한 로봇 손은 4개 손가락과 16개 관절로 이뤄졌다. 손가락마다 4개 관절이 들어가는데, 첫마디와 둘째 마디에 1개가 들어갔다. 손바닥과 연결되는 셋째 마디에는 손가락을 좌우와 위아래로 까딱하기 위해 2개가 들어갔다. 모터는 12개가 쓰였는데, 셋째 마디를 움직이는 데 2개, 둘째 마디에 1개가 쓰였다. 둘째 마디를 움직이는 모터가 첫째 마디까지 움직이게 하는데 관절이 첫 마디의 움직임까지 제어하는 인체 구조를 그대로 따라 해 효율을 높였다. 각 손가락은 독립적으로 움직인다. 손가락을 움직이는 모터는 손바닥 내부에 장착해 팔과 연결될 필요가 없게 했다.

 

연구팀이 개발한 로봇 손이 손가락을 굽히는 모습이다. 한국기계연구원 제공
연구팀이 개발한 로봇 손이 손가락을 굽히는 모습이다. 한국기계연구원 제공

시중에 나온 로봇 손보다 가볍고 힘도 세다는 설명이다. 도 연구원은 “기존 상용 로봇 손은 무게는 2.4㎏에 4㎏의 물체를 들지만 이번에 개발한 로봇 손은 무게는 1㎏ 이하면서도 3㎏ 이상 물체를 들 수 있다”며 “특히 상용 로봇은 손가락 끝에서 누르는 힘이 약한데 인간의 손가락을 따라 함으로써 힘을 크게 늘렸다”고 말했다.

 

연구팀은 물체와 접촉을 감지하는 힘 측정 센서도 개발해 손가락 끝과 마디, 손바닥에 장착했다. 손가락 끝 센서는 지름 15㎜, 무게 5g 이하로 로봇 손과 물체가 접촉할 때 손가락 끝에서 감지되는 힘 크기와 방향을 측정할 수 있다. 손가락 끝의 힘을 알아야 물체를 잡을 때 쥐는 힘을 조절할 수 있다. 마디와 손바닥에는 피부형 촉각 센서도 장착해 접촉 부위의 분포와 힘을 측정한다.

 

도 연구원은 “인간형 로봇 손은 사람 손의 섬세한 움직임을 모방해 일상생활에서 쓰는 도구 등 다양한 물체를 다루기 위해 개발했다”며 “로봇 손이 무언갈 붙잡는 ‘파지’ 작업 알고리즘과 로봇 조작지능을 연구하기 위한 플랫폼으로도 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.

 

인간형 로봇 손이 계란을 집었다 깨는 모습이다. 계란이 깨져 콜럼버스의 달걀처럼 서 있는 것을 볼 수 있다. 한국기계연구원 제공
인간형 로봇 손이 피아노를 치고 있다. 한국기계연구원 제공

 

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