연구자들, 가장 빠른 소프트 로봇 개발

연구자들은 이전 버전보다 빠른 속도로 고체 표면이나 물에서 이동할 수 있는 새로운 유형의 소프트 로봇을 개발했습니다. 치타의 생체 역학에서 영감을 받은 새로운 소프트 로봇은 또한 물체를 섬세하게 집을 수 있고 무거운 물체를 들어올릴 수 있는 충분한 힘을 가지고 있습니다.

이 논문은 “탄성 불안정성을 이용한 성능 증폭: 척추에 영감을 받은 고속 및 고력 소프트 로봇””라는 제목으로 미국 과학 진보 협회에 발표되었습니다.

지은(Jie Yin)은 노스 캐롤라이나 주립 대학교의 기계 및 항공 우주 공학부 조교수입니다. 그는 또한 이 논문의 공동 저자입니다.

“치타는 육지에서 가장 빠른 동물이며, 그들은 척추의 구부림으로부터 속도와 힘을 얻습니다”라고 지은은 말합니다.

“우리는 치타에서 영감을 받았습니다. 스프링 구동식, ‘이중 안정’ 척추를 가진 유형의 소프트 로봇을 만들었습니다. 즉, 로봇에는 두 개의 안정된 상태가 있습니다”라고 지은은 계속합니다. “우리는 공기를 채널에 주입하여 빠르게 이러한 안정된 상태 사이를 전환할 수 있습니다. 채널은 소프트, 실리콘 로봇에 있습니다. 두 상태 사이를 전환하면大量의 에너지를 방출하여 로봇이 빠르게 지면에 힘을 가할 수 있습니다. 이것은 로봇이 지면을 가로 질러 달릴 수 있음을 의미합니다. 즉, 로봇의 발이 지면을 떠납니다.

“이전의 소프트 로봇은 기어가는 로봇이었습니다. 그것들은 항상 지면과 접촉했습니다. 이것은 그들의 속도를 제한합니다”

http://www.youtube.com/watch?v=Z5QAwAOxORo&feature=youtu.be

이전의 소프트 로봇 버전

평면과 고체 표면에서 이전의 가장 빠른 소프트 로봇은 초당 0.8 배의 몸길이의 속도로 이동할 수 있었습니다.

연구자들이 개발한 소프트 로봇은 새로운 클래스의 로봇에 속합니다. 그것은 “탄성 불안정성을 이용한 성능 증폭”(LEAP)이라고 불립니다. 이전의 로봇보다 훨씬 더 잘 작동하며, 2.7 배의 몸길이의 속도로 이동할 수 있습니다. 이는 이전 로봇의 3배 이상 빠른 속도입니다. 그것들은 약 3Hz의 낮은 작동 주파수에서 작동합니다.

새로운 소프트 로봇은 또한 이전의 로봇에서는 큰 도전이나 불가능했던 가파른 경사를 올라갈 수 있습니다.

LEAP 로봇은 약 7 센티미터 길이이고 약 45 그램의 무게입니다.

수영 속도

새로운 소프트 로봇의 또 다른 개발은 수영 속도가 개선되었다는 것입니다. 이것은 발을 핀으로 교체하여 수행할 수 있습니다. 이렇게 하면 LEAP 로봇은 수영할 때 0.78 배의 몸길이의 속도로 이동할 수 있습니다. 이전의 가장 빠른 수영 로봇은 초당 0.7 배의 몸길이의 속도에 불과했습니다.

“우리는 또한 여러 개의 소프트 로봇을 함께 사용하여, 집게처럼 물체를 잡을 수 있습니다”라고 지은은 말합니다. “로봇이 가하는 힘을 조정함으로써, 우리는 달걀과 같은 섬세한 물체와 10 킬로그램 이상의 무게를 가진 물체를 들어올릴 수 있었습니다”

연구자들은 로봇의 속도와 힘을 더욱 증가시키는 것을 목표로 하고 있으며, 현재의 개발을 단지 시작점으로 간주합니다. 그들은 다양한 응용 프로그램을 염두에 두고 있습니다. 예를 들어, 탐색 및 구조 기술이 있습니다.

“潜在的な 응용 분야에는 탐색 및 구조 기술이 포함되며, 여기서 속도는 필수적입니다. 또한 산업 제조 로봇이 있습니다”라고 지은은 말합니다. “예를 들어, 생산 라인 로봇이 더 빠르지만 여전히 취약한 물체를 다룰 수 있는 로봇을 상상해 보세요.

“우리는 이 기술을 운영에 통합하는 방법을 세부적으로 조정하기 위해 민간 부문과 협력할 준비가 되어 있습니다”

이 연구는 미국 국립 과학 재단의 지원을 받았습니다.