보행 도와주는 로봇 지팡이 VIDEO: Robotic cane could improve walking stability/ EU, 자가 치유 기능 갖춘 소프트 로봇 핸드 개발 추진 VIDEO: The 21st Century Cane for Walking Stability

미 컬럼비아대, 보행 도와주는 로봇 지팡이 개발

’IEEE 로보틱스 앤 오토메이션 레터스‘에 연구 논문 게재

     미 컬럼비아대학 '서닐 애그라왈(Sunil Agrawal)' 교수팀이 보행시 균형 감각과 안정성을 높여주는 로봇 지팡이를 개발했다. 향후 보행이 어려운 노인, 재활훈련 중인 환자, 보행시 자주 균형 감각을 상실하는 사람들을 위한 모바일 도우미로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

‘더 로봇 리포트‘에 따르면 서닐 애그라왈(Sunil Agrawal) 교수팀은 사람들이 보행시에 가볍게 터치해 보행에 도움을 받을수 있는 로봇 지팡이 기술을 개발하고 연구 논문을 전문 저널인 ’IEEE 로보틱스 앤 오토메이션 레터스‘에 게재했다. 보행이 어려운 노인들이 옆에 있는 사람의 손을 가볍게 잡고 걷는 것과 비슷한 이치를 로봇 지팡이에 구현했다.

(Left) A view of CANINE. The LIDAR was positioned at the rear of the robot for better viewing of the subject’s legs. (Top right) The virtual environment. (Bottom right) The experimental setup, with a subject wearing the VR headset and maintaining light touch contact with CANINE. | Credit: Danielle Stramel and Sunil Agrawal/Columbia Engineering

Robotic cane could improve walking stability By Holly Evarts | August 7, 2019 By adding electronics and computation technology to a simple cane that has been around since ancient times, a team of researchers at Columbia Engineering have transformed it into a 21st century robotic device that can provide light-touch assistance in walking to the aged and others with impaired mobility. A team led by Sunil Agrawal, professor of mechanical engineering and of rehabilitation and regenerative medicine at Columbia Engineering, has demonstrated, for the first time, the benefit of using an autonomous robot that “walks” alongside a person to provide light-touch support, much as one might lightly touch a companion’s arm or sleeve to maintain balance while walking. Their study is published today in the IEEE Robotics and Automation Letters. “Often, elderly people benefit from light hand-holding for support,” explained Agrawal, who is also a member of Columbia University’s Data Science Institute. “We have developed a robotic cane attached to a mobile robot that automatically tracks a walking person and moves alongside,” he continued. “The subjects walk on a mat instrumented with sensors while the mat records step length and walking rhythm, essentially the space and time parameters of walking, so that we can analyze a person’s gait and the effects of light touch on it.” View Full Text https://www.therobotreport.com/robotic-cane-could-improve-walking-stability

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연구진이 개발한 경접촉 방식(light-touch) 로봇 지팡이는 보행자의 위치를 추적하고 함께 이동할수 있는 모바일 로봇에 지팡이를 부착한 제품이다. 보행에 어려움을 겪고 있는 사람에게 모바일 도우미의 역할을 한다. 연구팀은 로봇 지팡이를 사람이 잡고 센서가 장착된 매트 위를 걷게 한후 보폭,보행 리듬, 보행 시간 등에 관한 데이터를 수집해 보행자의 보행 자세 등을 분석했다.

연구팀은 12명의 건강한 젊은이를 대상으로 로봇 지팡이의 성능을 테스트했다. 실험 참가자들은 가상현실 안경을 착용한 후 매트위를 여러번 왔다 갔다 하는 방식으로 실험을 진행했다. VR 안경을 착용하면 주변 환경이 많이 흔들리도록 했기때문에 평소보다 보행하는 게 쉽지 않다.

실험 결과 로봇 지팡이를 가볍게 잡고 이동하는 사람들은 보폭이 다소 좁아지면서 보다 안정적인 보행 자세를 취할 수 있었다. 앞으로 연구팀은 보행시 균형을 잡는데 어려움을 겪는 노인이나 신체적 부조화 문제로 보행에 어려움을 겪고 있는 일반인들을 대상으로 로봇 지팡이를 시험할 계획이다.

장길수  ksjang@irobotnews.com 로봇신문사

 

EU, 자가 치유 기능 갖춘 소프트 로봇 핸드 개발 추진

캠브리지대ㆍ브뤼셀자유대학 등 공동 연구

      소프트 로봇은 과일을 집어 다른 곳으로 옮기거나 인체에 손상을 주지않는 수술용 로봇의 그리퍼 등으로 활용될 수 있다. 산업 현장에서 인간과 같이 작업을 해야하는 협동 로봇 역시 소프트 로봇 기술이 유용하게 활용될 수 있는 분야다. 하지만 소프트 로봇은 부드러운 성질을 갖고 있기 때문에 동작 수행 과정에서 다른 물체와 부딪혀 흠집이 나거나 망가질 수 있다.

 

부드러운 물체를 다룰 수 있는 소프트 로봇 핸드

영국 일간지 ‘더 가디언’에 따르면 영국 캠브리지대학, 벨기에 브뤼셀자유대학, 스위스 재료과학기술연구소, 독일 폴리머 제조업체인 수프라폴릭스(SupraPolix) 등 유럽 대학과 기업들은 EU의 자금 지원을 받아 자신의 상처를 느낄 수 있고 스스로 치유 기능까지 갖추고 있는 소프트 로봇 핸드 기술 개발 프로젝트를 진행하고 있다. 이 로봇핸드는 사람의 개입없이 상처난 부위의 위치를 확인할 수 있고 스스로 상처 부위를 치료한다.

소프트 로봇 핸드에 칼로 흠집을 내고 회복 시간을 알아보는 테스트

현재 연구팀은 상처가 나면 40분 정도 후에 상처 부위를 스스로 봉합할 수 있는 폴리머 소재를 개발했다. 연구팀은 소프트 로봇 핸드에 칼로 흠집을 내고 스스로 흠집을 치유하는 실험을 성공적으로 진행했다.

이어 연구팀은 상처가 있는 곳의 위치를 스스로 찾을 수 있도록 폴리머 내부에 센서 섬유를 내장하는 연구를 추진한다. 이 과정이 끝나면 열을 가하지 않고도 사람이 손으로 만지면 상온에서도 치유 과정을 자동 수행할수 있는 기술을 개발할 예정이다.

딸기를 부드럽게 들어올리는 소프트 로봇

이 프로젝트에 참여하고 있는 브뤼셀자유대학의 '브램 반더보그트(Vanderborght)' 교수는 “이 프로젝트가 성공적으로 완수되면 로봇의 새로운 시대가 열릴 것”이라고 말했다. 산업 현장에 도입되는 로봇들이 보다 안전해지고 환경 친화적이 될 것이란 설명이다.

또한 이런 종류의 로봇들이 갖고 있는 자가 치유 메카니즘은 예전보다 적은 제작 비용으로 구현 가능할 것으로 예측된다. 3D 프린팅으로 제작한 소프트 로봇 핸드는 부서지기 쉬운 물체를 보다 능숙하게 다룰수 있으며 공장 등 작업 환경에서 인간의 안전한 작업을 보장해준다는 지적이다.

브램 반도보그트교수는 소프트로봇 핸드의 자가 치유 프로젝트를 로봇이 실제 사람처럼 아픔을 인식할 수 있는 의인화된 재료를 만드는 것이라고 설명했다.

장길수  ksjang@irobotnews.com 로봇신문사

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