인간형 손으로 부서지기 쉬운 물건을 잡는 엔지니어들의 설계

미시간 주립 대학의 엔지니어 팀은 전통적으로 사용되는 것보다 훨씬 더 섬세한 작업을 수행할 수 있는 인간형 손 설계와 개발을 완료했습니다. 새로운 로봇 손은 부서지기 쉬운 물건, 가벼운 물건, 불규칙한 모양의 물건을 다룰 수 있습니다.

산업 환경에서의 로봇

산업 환경은 로봇 기술의 발전으로 가장 많이 영향을 받는 분야 중 하나입니다. 이 기술은 종종 물건의 반복적인 잡기와 제어에 사용됩니다.

로봇의 인간 손이 위치하는 부분을 엔드 이펙터 또는 그립퍼라고 합니다. 새로운 연구의 초점은 이 부분에 맞춰졌으며, 소프트 로보틱스에 발표되었으며, 제목은 柔軟한 하이브리드 공기 작동기를 사용한 대형 그립력의 소프트 휴먼형 손입니다.

창용 카오(Cao, Changyong)는 주도자이며 미시간 주립 대학의 소프트 머신 및 전자 공학 연구소 소장입니다. 카오는 또한 포장, 기계 공학, 전기 및 컴퓨터 공학 분야의 조교수입니다.

“새로운 휴먼형 손 설계는 소프트-하드 гибрид 그립퍼입니다. 전통적인 순수한 소프트 손보다 더 큰 그립력을 생성할 수 있으며, 더 무거운 물건을 다루는 다른 대안보다 더 안정적입니다.”라고 카오는 말했습니다.

소프트-핸드 그립퍼

소프트-핸드 그립퍼는 일반적으로 물건이 부서지기 쉬우며, 가벼우며, 불규칙한 모양일 때 사용됩니다. 그러나 그들은 몇 가지 단점을 가지고 있습니다. 예를 들어, 날카로운 표면, 불균형한 하중을 대상으로 할 때의 불안정한 그립 안정성, 무거운 하중을 대상으로 할 때의 약한 그립력 등이 있습니다.

카오와 그의 팀은 새로운 휴먼형 손 설계를 위해 인간-환경 상호작용, 과일 수확, 민감한 의료 서비스 등에 대해 생각했습니다. 그들은 대부분의 그립 시스템이 가장 필요할 때 효과적이지 않다는 것을 알게 되었습니다. 예를 들어, 부서지기 쉬운 물건과 단단한 상호작용이 필요한 작업 등이 있습니다.

팀에 따르면, 프로토タイプ은 다양한 작업을 수행할 수 있는 반응성이 좋고, 빠르며, 가벼운 그립퍼를 보여주었습니다.

소프트 휴먼형 손의 각 손가락은 유연한 하이브리드 공기 작동기(FHPA)로 만들어졌으며, 그들의 구부림은 공기 압력에 의해 제어됩니다. 이 과정은 각 손가락이 독립적으로 제어될 수 있게 합니다.

“전통적인剛性 그립퍼는 일반적으로 단순하지만 신뢰할 수 있는剛性 구조로 만들어져 있으며, 큰 힘, 높은 정확도, 반복성을 생성하는 데 도움이 됩니다.”라고 카오는 말했습니다. “제안된 소프트 휴먼형 손은 복잡한 모양과 부서지기 쉬운 물건을 잡는 데 탁월한 적응성과 호환성을 보여주었으며,同時에 강한 클램핑力を 발휘하여 무거운 하중을 들어올릴 수 있습니다.”

FHPA

FHPA는 硬性과 軟性의 구성 요소로 구성되어 있습니다.

“그들은 軟性 그립퍼의 변형성, 적응성, 그리고 작동기의剛性으로부터来的 큰 출력力を 결합합니다.”라고 카오는 말했습니다.

카오에 따르면, 새로 개발된 휴먼형 손은 과일 수확, 자동 포장, 의료 서비스, 외과 로봇과 같은 작업에 사용될 수 있습니다.

팀은 이제 카오의 이전 개발과 함께 작업을 결합하려고 합니다. 이는 ‘스마트’ 그립퍼를 포함합니다. 또한 그들은 잡기 물질에 인쇄된 센서를 통합하고 하이브리드 그립퍼를 ‘소프트 암’ 모델과 결합하여 로봇에서 인간의 행동을 더 정확하게 표현하려고 합니다.