로봇이 더 빠르게 걸을 수 있는 유연한 로봇 발 개발

캘리포니아 샌디에고 대학교의 로봇공학자들은 로봇을 위한 유연한 발을 개발했습니다. 새로운 기술은 로봇이 자갈이나 목조 조각과 같은 불규칙한 지형에서 40% 빠르게 걸을 수 있도록 해줍니다.

새로운 개발은 다양한 응용 프로그램에 중요합니다. 특히 탐색 및 구조 임무에서 중요합니다.

이 연구는 RoboSoft 컨퍼런스에서 발표될 예정입니다. 컨퍼런스는 2020년 5월 15일부터 7월 15일까지 온라인으로 개최됩니다.

에밀리 래쓰롭은 캘리포니아 샌디에고 대학교의 제이콥스 공학대학원에서 박사 과정 학생이며 이 논문의 첫 번째 저자입니다.

“로봇은 인간이 갈 수 있는 모든 곳을 걸을 수 있어야 하며, 특히 인간이 가지 않아야 할 곳에서도 걸을 수 있어야 합니다”라고 래쓰롭은 말했습니다.

마이클 T. 톨리는 캘리포니아 샌디에고 대학교의 기계 및 항공 우주 공학부 교수이며 이 논문의 선임 저자입니다.

“로봇은 일반적으로 특정 관절에서만 운동을 제어할 수 있습니다. 그러나 이 연구에서 우리는 로봇이 발의 강度와 모양을 제어할 수 있는 경우 전통적인 설계보다 나은 성능을 발휘할 수 있으며 다양한 지형에 적응할 수 있음을 보여주었습니다”라고 톨리는 말했습니다.

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유연한 로봇 발

유연한 로봇 발은 라텍스 막으로 구성되어 있으며 커피 가루로 채워져 있습니다. 커피 가루는 고체와 액체 사이를 오가며 작동할 수 있습니다. 이러한 작동을 가능하게 하는 메커니즘은 과립 충돌이라고 합니다. 결과적으로 로봇은 더 빠르게 걸을 수 있으며 지면을 더 잘抓을 수 있습니다.

로봇 발이 지면에 닿을 때, 발은 단단해지고 지면에 맞춰져서 안정적인 발판을 마련합니다. 로봇이 이동할 때, 발은 풀리고 발 사이에서 느슨해지며, 지지 구조물이 발을 유연하게 유지하는 데 도움이 됩니다.

이러한 유연한 발은 불규칙한 지형에서 테스트된 최초의 발입니다.

연구자들은 로봇에 발을 설치하고, 보드를 설계 및 제작했습니다. 보드는 발을 풀고 조이기 위해 음압과 양압을 생성할 수 있습니다. 발을 조이기 위해, 진공 펌프가 커피 가루 사이의 공기를 제거합니다. 또한 로봇의 무게가 커피 가루 사이의 공기를 밀어내면 발을 수동적으로 조일 수 있습니다.

불규칙한 지형

로봇은 평지, 목조 조각, 자갈 등 다양한 지형에서 걸을 수 있으며, 유연한 발을 사용하거나 사용하지 않고 테스트되었습니다. 결과는 수동 조임이 평지에서 가장 효과적이며, 활성 조임이 느슨한 바위에서 가장 좋습니다.

유연한 발을 사용하면 로봇의 다리가 지면을 더 잘抓을 수 있으며, 이는 로봇의 속도를 증가시킵니다. 특히 로봇이 비스듬한 지형을 올라갈 때 이러한 효과가 두드러집니다.

닉 그라비시는 캘리포니아 샌디에고 대학교의 기계 및 항공 우주 공학부 교수이며 연구의 공동 저자입니다.

“자연 세계는 걸을기 어려운 지형으로 가득 차 있습니다. 미끄러운, 바위, 그리고 물렁한 지면은 모두 걸음을 어렵게 합니다. 지면에 적응할 수 있는 발은 로봇의 이동성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다”라고 그라비시는 말했습니다.

연구자들은 발의 밑에軟 센서를 통합하려고 합니다. 이는 전자 제어 보드를 사용할 수 있게 해줄 것입니다. 전자 제어 보드는 로봇이 걸을 지형의 유형을 식별하고, 발을 활성화하거나 비활성화해야 하는지 결정할 수 있습니다. 연구자들은 또한 설계 및 제어 알고리즘을 개선하여 효율성을 향상시키기 위해 노력할 것입니다.