엔지니어가 자연을 모방하여 새와 같은 로봇을 개발하다

스坦포드 대학교의 연구실에서 일한 후 네덜란드의 그로닝언 대학교로 이동한 마크 커크스키와 데이비드 렌팅크 엔지니어는 새와 같은 로봇을 개발했습니다. 이 로봇은 앉을 수 있고 물건을 운반할 수 있습니다.

윌리엄 로더릭은 두 연구실에서 모두 박사 과정 학생이었습니다.

“새가 날고 앉는 것을 모방하기는 쉽지 않습니다,” 로더릭은 말했다. “수백만 년의 진화로 인해, 그들은 이륜과 착륙을 매우 쉽게 만들었으며, 이는 산림에서 발견되는 나무 가지의 복잡성과 변동성에도 불구하고 vậy입니다.”

연구자들은 동물에서 영감을 받은 로봇과 새에서 영감을 받은 항공 로봇을 수년간 연구해 왔으며, 이는 새로운 앉는 로봇의 개발로 이어졌습니다.

로봇은 12월 1일 Science Robotics에 발표된 논문에서 자세히 설명되어 있습니다.

이 장치는 “일련의 자연에서 영감을 받은 공중 그라스퍼” 또는 SNAG라고 불립니다. 이 장치를 쿼드콥터 드론에 부착하면, 로봇은 비행할 수 있고 다양한 표면에 앉을 수 있으며 물건을 잡고 운반할 수 있습니다. 연구자들은 로봇을 사용하여 다양한 새의 발 구조를 비교하고 오리건의 산림에서 미기후를 측정했습니다.

https://www.youtube.com/watch?v=JEKttzocgwU

파로트렛을 사용한 이전 연구

연구팀의 이전 연구에서는 파로트렛을 사용했습니다. 파로트렛은 두 번째로 작은 파충류입니다. 새들은 특정한 크기와 재질의 페치를 가진 페치 사이를 날아다니며 기록되었습니다. 이러한 페치에는 새들이 이륜, 착륙, 앉을 때 관련된 물리적 힘을 캡처하는 센서가 포함되어 있습니다.

로더릭은 논문의 주요 저자입니다.

“우리가 놀랐던 것은 그들이 어떤 표면에 앉았는지에 관계없이 항상 같은 공중 기동을 수행했다는 것입니다,” 로더릭은 말했다. “그들은 발이 표면의 변동성과 복잡성을 다루도록 했습니다.” 이 모든 새의 착륙에서 볼 수 있는 공식적인 행동은 SNAG의 “S”가 “일련의”를 의미하는 이유입니다.

SNAG의 구조

SNAG는 착륙에 접근하는 방식에서 파로트렛과 유사합니다. 그러나 쿼드콥터의 크기 때문에 SNAG는 매의 다리와 유사합니다. 대신 뼈를 가지고 있는 것이 아니라 3D 프린팅 구조를 가지고 있으며, 근육과 건으로서 모터와 낚시 줄을 가지고 있습니다.

로봇의 각 다리는 뒤로 움직이는 모터와 잡는 모터를 가지고 있습니다. 로봇의 다리에는 착륙 충격 에너지를 흡수하는 메커니즘이 있으며, 이는 수동적으로 잡는 힘으로 변환됩니다. 이는 강력하고高速의 클러치를 생성하며, 20 밀리초 이내에 닫을 수 있습니다. SNAG의 발목은 가지를 감쌌을 때 잠그며, 오른쪽 발에 있는 가속도계는 착륙했을 때 보고하며, 이는 안정화를 위한 균형 알고리즘을 트리거합니다.

잠재적인 응용

SNAG와 같은 로봇에는 검색 및 구조 임무, 산불 감시 등 다양한 잠재적인 응용이 있습니다. 또한 드론 외의 기술에 부착될 수 있으며, 새와 함께 사용하여 조류 생물학에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

로더릭에 따르면, 가장 유망하고 흥미로운 잠재적인 응용은 환경 연구입니다. 팀은 로봇에 온도와 습도 센서를 부착한 후 이를 사용하여 오리건의 미기후를 기록했습니다.

“이 연구의 근본적인 동기는 자연 세계를 연구할 수 있는 도구를 개발하는 것이었습니다,” 로더릭은 말했다. “새와 같은 로봇을 만들 수 있다면, 환경을 연구하는 совершенно 새로운 방법을 열 수 있습니다.”

새로운 SNAG 로봇은 분명히 환경 연구를 개선하는 데 역할을 할 것입니다. 이전에는 도달할 수 없었던 새로운 통찰력을 제공할 것입니다.