엔지니어가 인치웜처럼 움직이는 로봇을 개발하다

토론토 대학교의 엔지니어링 연구자들은 인치웜과 유사하게 움직이는 작은 로봇을 개발했습니다. 이 새로운 기술은 항공 및 스마트 기술을 포함한 다양한 산업에 영향을 미칠 수 있습니다.

이 연구는 Scientific Reports에 발표되었습니다.

엔지니어 연구자 그룹에는 하니 나기브 교수가 포함되어 있습니다. 이 팀은 스마트 재료, 특히 전열 작동기(ETAs)에 중점을 두고 있습니다. ETAs는 특정 폴리머로 구성된 장치로 전기 또는 열 변화를 통해 물리적으로 반응하도록 프로그래밍할 수 있습니다. 근육 반사 구현 및 온도에 대한 물리적 반응을 프로그래밍할 수 있습니다.寒いとき에는 긴장하고 따뜻한 경우에는 이완됩니다.

나기브 교수와 엔지니어 팀은 이 새로운 기술을 로봇공학에 적용하여 인치웜과 같은 기어오름과 구불구불한 소프트 로봇을 개발하고 있습니다. 또 다른 분야는 제조업입니다. 소프트 로봇은 현재 존재하는 금속 플레이트 로봇을 대체할 수 있습니다.

“현재 산업에서 찾을 수 있는 로봇은 무겁고 단단하며 작업자들로부터 격리되어 있습니다. 왜냐하면 그들이 안전 위험을 가하기 때문입니다.” 나기브는 설명합니다.

“그러나 제조업은 수요를 충족하기 위해 현대화되고 있습니다. 인간-로봇 상호작용을 통합하는 데越來越多의 강조가 있습니다.”라고 그는 말합니다. “柔軟하고 적응 가능한 로봇은 그 협력을 활용할 수 있습니다.”

반응성 물질에 대한 연구는 오래전부터 존재해 왔지만 엔지니어 그룹은 인치웜 로봇 운동을 만들기 위해 새로운 방법으로 프로그래밍했습니다.

박사 과정 학생이자 논문의 주요 저자인 유첸 선은 “기존 연구는 평면 휴식 상태에서 ETAs를 프로그래밍하는 것을 문서화합니다. 2차원 구조의 형상 프로그래밍 가능성은 제한적이므로 반응은 단순히 굽힘 운동입니다.”라고 말합니다.

팀은 열 유도, 스트레스 완화 및 경화 방법을 사용하여 3차원 휴식 상태를 가진 ETA를 만들었습니다. 이것은 완전히 새로운 일련의 가능한 모양과 운동을 제공합니다.

“또 다른 새로운 점은 인치웜 운동을 유도하는 데 필요한 전력입니다. 우리의 것이 지금까지 연구 문헌에 존재하는 것보다 더 효율적입니다.”라고 선은 말합니다.

나기브 교수에 따르면 이 새로운 로봇 분야는 보안, 항공, 수술, 웨어러블 전자 제품을 포함한 많은 산업을 완전히 혁신할 수 있습니다.

인간이 위험에 처할 수 있는 상황에서는 – 가스 누출 또는 화재 – 우리는 센서를 장착한 기어오름 로봇을 사용하여 유해한 환경을 측정할 수 있습니다.”라고 나기브는 설명합니다. “항공우주 분야에서는 스마트 물질이 차세대 항공기의 형태를 바꾸는 핵심이 될 수 있습니다.”

첫 번째 적용은 웨어러블 기술 분야일 것입니다.

“우리는 의류에 이 재료를 적용하기 위해 작업하고 있습니다. 이러한 의류는 체온에 따라 압축 또는 해제될 수 있으며 운동 선수에게는 치료적일 수 있습니다.”라고 나기브는 말합니다. 팀은 또한 스마트 의류가 척수 손상에 유익할 수 있는지 조사하고 있습니다.

연구자 팀은 이제 반응성 기어오름 운동을 더 빠르게 만들고 새로운 구성에 중점을 둘 것입니다.

“이 경우 우리는 그것을 벌레처럼 움직이도록 훈련시켰습니다.”라고 그는 말합니다. “그러나 우리의 혁신적인 접근 방식은 로봇을 나비의 날개와 같은 많은 운동을 모방하도록 훈련할 수 있습니다.”