로봇 공학의 새로운 시대: 터치 기반 객체 회전

캘리포니아 샌디에고 대학교(UCSD)의 엔지니어 팀은 시각적 입력 없이 터치만으로 객체를 회전할 수 있는 로봇手を 설계했다. 이 혁신적인 접근 방식은 인간이 객체를 보지 않고도 쉽게 다루는 방식에서 영감을 받았다.

터치 감응형 객체 조작 접근법

팀은 4개의 손가락이 있는 로봇 손을 16개의 터치 센서로 trang bị했다. 손바닥과 손가락에 걸쳐있는 각 센서는 약 12달러의 비용으로 단순한 기능을 수행한다. 즉, 객체가 터치되고 있는지 여부를 감지한다. 이 접근 방식은 수많은 저비용, 저해상도 터치 센서를 사용하여 로봇의 손 안에서 객체를 회전시키는 데 사용된다.

반면에 다른 방법은 로봇 손의 작은 영역, 주로 손가락 끝에 부착된 몇 개의 고비용, 고해상도 터치 센서에 의존한다. 이 접근 방식에는 몇 가지 제한이 있다. 센서가 객체와 접촉할 가능성이 줄어들어 시스템의 감지 능력이 제한된다. 질감에 대한 정보를 제공하는 고해상도 터치 센서는 매우 어려워서 시뮬레이션하기 어렵고 비용이 매우 높아 실제 실험에서 사용하기 어렵다.

이진 신호의 힘

“우리는 이 작업을 수행하기 위해 객체의 질감에 대한 세부 정보가 필요하지 않다는 것을 보여주었다. 단순히 센서가 객체와 접촉했는지 여부에 대한 이진 신호만 필요로하며, 이는 시뮬레이션하고 실제 세계로 전송하기가 훨씬 쉽다”라고 왕은 말했다.

팀은 가상 로봇 손을 사용하여 다양한 객체를 회전하는 시뮬레이션을 통해 시스템을 훈련시켰다. 시스템은 객체가 손의 어느 센서와 접촉하고 있는지, 손의 관절이 현재 어느 위치에 있는지, 이전에 어떤 동작을 했는지 평가한다. 이 정보를 사용하여 시스템은 로봇 손에 다음 시간 점에서 어느 관절이 어디로 가야 하는지 지시한다.

로봇 조작의 미래

연구자들은 실제 로봇 손과 시스템이 아직遭遇하지 않은 객체를 사용하여 시스템을 테스트했다. 로봇 손은 시스템이 아직遭遇하지 않은 다양한 객체를 회전할 수 있었다. 객체에는 토마토, 파프리카, 땅콩 버터 통, 그리고 가장 어려운 객체인 玩具 고무 오리 등이 포함되었다. 더 복잡한 모양의 객체는 더 오래 회전했다. 로봇 손은 또한 다른 축을 따라 객체를 회전할 수 있었다.

팀은 현재 더 복잡한 조작 작업에 대한 접근 방식을 확장하고 있다. 예를 들어, 로봇 손이 잡기, 던지기, jongle하기를 가능하게 하는 기술을 개발 중이다. “손 안에서 조작은 인간에게 매우 일반적인 기술이지만, 로봇에게는 매우 복잡하다”라고 왕은 말했다. “로봇에게 이 기술을 주면, 로봇이 수행할 수 있는 작업의 종류가 열릴 것이다.”

이 개발은 로봇 공학 분야에서 중요한 발전을 나타내며, 어둠이나 시각적으로 어려운 환경에서 객체를 조작할 수 있는 로봇이 가능할 수 있다.