서울대, 종이접기 기반 소프트 로봇 개발 VIDEO: Bioinspired dual-morphing stretchable origami/ 일본 '풀뎁스', 산업용 수중 드론 '드라이브유닛 300' 판매 VIDEO: FullDepth、本格派産業用水中ドローン「DiveUnit30..

서울대 조규진 교수팀, 종이접기 기반 소프트 로봇 개발

'사이언스 로보틱스' 표지 논문으로 소개돼

      국내 연구진이 자연의 펠리컨장어에서 영감을 얻어 접히고 늘어나는 종이접기 기반의 소프트 로봇을 개발했다.

서울대 인간중심 소프트 로봇기술 연구센터 센터장인 기계항공공학부 조규진 교수 연구팀은 포르투갈 레비코프-니겔러 재단과의 협업 연구로 생체를 모사한 종이접기 구조의 소프트 로봇을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 성과는 로봇 분야 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스(Science Robotics)’에 11월 27일자 표지로 실렸다.

이번 연구는 자연의 펠리컨장어에서 영감을 얻었다는 점에서 주목할 만하다. 펠리컨장어는 1000미터 이하의 심해에 사는 생물로, 머리를 풍선처럼 부풀릴 수 있는 게 특징이다. 연구팀은 펠리컨장어의 접힌 머리와 많이 늘어나는 피부에서 착안해 그 원리를 이용한 소프트 로봇을 개발했다.

 

Bioinspired dual-morphing stretchable origami Abstract Nature demonstrates adaptive and extreme shape morphing via unique patterns of movement. Many of them have been explained by monolithic shape-changing mechanisms, such as chemical swelling, skin stretching, origami/kirigami morphing, or geometric eversion, that were successfully mimicked in artificial analogs. However, there still remains an unexplored regime of natural morphing that cannot be reproduced in artificial systems by a “single-mode” morphing mechanism. One example is the “dual-mode” morphing of Eurypharynx pelecanoides (commonly known as the pelican eel), which first unfolds and then inflates its mouth to maximize the probability of engulfing the prey. Here, we introduce pelican eel–inspired dual-morphing architectures that embody quasi-sequential behaviors of origami unfolding and skin stretching in response to fluid pressure. In the proposed system, fluid paths were enclosed and guided by a set of entirely stretchable origami units that imitate the morphing principle of the pelican eel’s stretchable and foldable frames. This geometric and elastomeric design of fluid networks, in which fluid pressure acts in the direction that the whole body deploys first, resulted in a quasi-sequential dual-morphing response. To verify the effectiveness of our design rule, we built an artificial creature mimicking a pelican eel and reproduced biomimetic dual-morphing behavior. By compositing the basic dual-morphing unit cells into conventional origami frames, we demonstrated architectures of soft machines that exhibit deployment-combined adaptive gripping, crawling, and large range of underwater motion. This design principle may provide guidance for designing bioinspired, adaptive, and extreme shape-morphing systems. View full text https://robotics.sciencemag.org/content/4/36/eaay3493

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연구팀은 ‘펴짐’과 ‘늘어남’ 두 가지 모핑이 동시에 일어나는 것이 아주 큰 형상변화를 만들 수 있다는 것을 입증했다. 이를 위해 기본적인 종이접기 형태 중 하나인 ‘물고기 베이스 종이접기’를 고인장 재료로 제작해 구동한 결과, 그 모양이 펠리컨 장어와 유사하다는 것을 밝혔다.

서울대 조규진 교수는 “소프트 로봇은 피부를 늘려서 움직이는 반면, 종이접기는 ‘접힘'과 ‘펴짐'을 이용해 움직인다”며, “부드럽고 늘어나는 종이접기 구조를 통해 이 두 가지 구동원리를 하나로 합친 것”이라고 말했다.

연구팀은 생체모사 원리를 기존의 종이접기 구조인 미우라 다면체와 요시무라 실린더에 적용해 탄성중합체로만 이뤄진 종이접기 구조의 소프트 로봇을 만들었다. 구조 내부의 공압 네트워크에 공기를 넣으면 구조 전체가 종이접기의 ‘펴짐’ 원리로 전개되며, 이후 부드러운 피부가 늘어나며 ‘굽힘’과 같은 소프트 로봇 동작을 한다.

개발된 로봇을 이용해 연구진은 ▲매우 작은 크기로 해초에 숨어 있다가 1m 이상 늘어나는 수중 탐색 로봇 ▲작은 크기로 접혀 있다가 다리가 늘어나 움직이는 로봇 ▲늘어나는 손가락을 활용한 소프트 그리퍼 등을 제작했다. 이 로봇들은 작은 크기로 접어 보관하다가 필요시 10배 이상 펼쳐서 사용할 수 있으며, 자동으로 쉽게 다시 접을 수 있다.

조규진 교수는 “매우 작게 접혀 있다가 필요할 때 펼쳐져서 작동하는 이중구동 원리를 연구하며 아직까지 개발되지 못한 운동학적 특징들을 밝혔다”며, “이번 연구에서 개발된 소프트 로봇 모핑 기술은 휴대용 로봇, 그리퍼, 로봇 팔, 모바일 로봇, 수술 로봇 등의 다양한 분야에 활용될 것”이라고 전했다.

Bioinspired Dual-morphing Stretchable Origami (SOrigami)

장길수  ksjang@irobotnews.com 로봇신문사

일본 '풀뎁스', 산업용 수중 드론 '드라이브유닛 300' 판매

수중 구조물,수중 생태계 조사 등에 활용 가능

    일본 쓰쿠바대학 연구진이 설립한 수중 드론 전문업체 ‘풀뎁스(FullDepth)’가 기동성·내구성·편리성 등을 특징으로 하는 산업용 수중 드론 ‘드라이브유닛(DriveUnit) 300’을 개발, 본격 판매에 들어갔다고 밝혔다.

 

(‘풀뎁스(FullDepth)’의 산업용 수중 드론 ‘드라이브유닛(DriveUnit) 300’)/work-master.net

FullDepth、本格派産業用水中ドローン「DiveUnit300」販売開始 自社開発の水中ドローンを軸に水中の課題を解決する筑波大学発のスタートアップ、FullDepthは、このたび産業用水中ドローン「DiveUnit300」の販売を開始した。 本製品は、本体・セントラルユニット（ノートPC・通信機器など）・テザーユニット（ケーブル）の3点セット。水中を自由に移動できる7基のスラスターで、構造物などの調査・点検に必要な横への平行移動も可能。また、ワンタッチで取り外しできるバッテリーを搭載しており、船上でスペアのバッテリーに差し替えることで長時間の潜航が可能となる。ケーブルを本体から取り外せるため人の手で持ち運べるうえ、宅配便でも運搬できる。国産メーカーならではの安定性・堅牢性を重視して開発された。 なお販売開始にあたり、同社（東京都台東区蔵前）1階のプールにて12月19日10時～12時に販売開始イベントを開催。「DiveUnit300」のデモンストレーションを行う。 View full text https://www.work-master.net/2019173144

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드라이브유닛 300은 수중 드론 본체, 중앙제어장치(노트북 PC와 통신기기 등), 케이블 등으로 구성되어 있으며, 최대 300미터 깊이의 물속으로 들어가 수중 구조물 검사 및 점검, 자원 및 생물 조사,정치망 등 어업용 시설 등을 살펴볼 수 있다. 선박에서 수중 드론을 원격 제어하는 ROV 방식 수중 로봇이다.

 

‘풀뎁스(FullDepth)’의 산업용 수중 드론 ‘드라이브유닛(DriveUnit) 300’

7개의 추진기(thruster)를 탑재, 수중을 자유롭게 이동할 수 있으며 배터리를 원타치 방식으로 바로 교체할 수 있다. 본체 무게는 28kg으로 최소 인원 2명으로 운용할 수 있다. 독자적인 클라우드 서비스를 제공, 원격지에서 실시간으로 영상을 확인할 수 있다. 수심과 수온 등 본체가 기록한 각종 데이터를 분석해 다양한 분석 및 검증 작업에 활용할 수 있으며 탁도가 심해 수중에서 시야 확보가 나쁠 경우에 대상물과의 거리 등을 파악할 수 있는 멀티 빔 소나, 악천후 사용이 가능한 USBL음향측위장치 등을 옵션으로 탑재할 수 있다.

풀뎁스는 다음달 19일 도쿄의 한 수영장에서 미디어를 대상으로 ‘드라이브유닛 300’ 판매 개시 이벤트를 갖는다고 밝혔다.

190205 相模湾漁礁調査 記録

장길수  ksjang@irobotnews.com  로봇신문사 

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