스위스 취리히 연방공대(ETH Zurich), '공중 부양' 음향 그리퍼 기술 개발 VIDEO: Robotic gripper uses acoustic levitation for contact-free manipulation

스위스 취리히연방공대, '공중 부양' 음향 그리퍼 기술 개발

'음향 부양 기술' 적용, 물체에 접촉 필요 없어

     물체를 전혀 접촉하지 않고도 물체를 공중으로 들어올리고 조작할 수 있는 로봇 그리퍼 기술이 개발됐다.

‘더 로봇 리포트’에 따르면 스위스 취리히 연방공대(ETH Zurich) 연구진은 ‘음향 부양(acoustic levitation)’ 기술을 적용해 아주 작은 물체를 공중에 띄워놓고, 조작할 수 있는 로봇 그리퍼 기술을 개발했다고 밝혔다. 음향 부양 기술은 초음파 등 음파를 이용해 물체를 공중에 띄우는 것을 의미한다.

The manipulator uses sound waves to levitate and hold objectsETH Zürich/Stefan Weiss

Robotic gripper uses acoustic levitation for contact-free manipulation In what seems like a paradox, researchers at ETH Zürich have developed a robotic manipulator that can pick up and manipulate small objects without actually touching them. Using ultrasonic waves, the new manipulator created by ETH Pioneer Fellow Marcel Schuck could be used for handling tiny, fragile items, including precision watch parts. The manipulators or hands of a robot have undergone great changes over the last few decades as crude pincers have given way to more complex, sensitive devices designed for a wide variety of applications, from flipping burgers to catching jellyfish. Unfortunately, even the most delicate of manipulators made of metal and plastic can be a bit on the rough side, and even the softest grippers developed to handle fragile objects carry the risk of contaminating the object being manipulated. View full text https://newatlas.com/science/robotic-manipulator-ultrasonics-acoustic-levitation-contactless-gripper

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아주 작은 물체를 집어서 들어올리기 위해선 고도의 정밀함과 섬세함이 요구된다. 예를 들어 스위스 시계 장인들은 정밀 기계부품인 톱니바퀴를 핀셋으로 집어 올려 조립 작업을 진행하거나 윤활 기능을 갖고 있는 얇은 막으로 부품을 코팅을 하는 작업을 수행해야 한다. 이런 정밀 제조 공정은 로봇으로 자동화하는 게 매우 힘들다.

Marcel Schuck and his ultrasonic manipulatorETH Zürich/Stefan Weiss

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딱딱한 로봇 그리퍼를 이용해 작업을 하다 보면 정밀 부품이 훼손될 수 있으며 물체의 형태에 따라 로봇 그리퍼를 따로 제작해야하는 불편함이 생긴다. 대안으로 소프트 그리퍼를 고려할 수 있다. 소프트 그리퍼는 물체의 형태에 크게 제한을 받지않고 제작할 수 있다는 장점은 있지만 정밀도가 떨어지는 단점이 있다.

스위스 연구진이 개발한 음향 그리퍼 기술은 초음파 기술을 활용한다. 두개의 반구(semi-sphere) 모형물을 3D 프린터로 제작해 헤드폰처럼 만든 후 음향 부양 기술을 적용했다. 초음파 기술을 적용하면 사람에겐 보이지 않고 들리지도 않지만 주파수가 중첩되는 부분이 생기면서 ‘압점(pressure point)’이 만들어진다. 이 압점에 물체를 가둬놓으면 물체가 공중에 뜬다.

음향 그리퍼를 부착한 로봇 팔을 움직이면 물체를 접촉하지 않고도 다른 곳으로 이동시키는 게 가능하다. 연구팀은 이 로봇 기술을 활용하면 시계제조공정처럼 매우 작은 부품들을 조립하는 작업을 자동화할 수 있을 것으로 보고 있다. 시계 산업뿐 아니라 반도체 산업 등 다른 산업에도 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 게다가 음향 그리퍼는 물체의 형태에 크게 영향받지 않고 제작할 수 있다는 게 장점이다. 연구팀은 향후 물체를 지면에 떨어뜨리지 않고 정확한 지점으로 옮기는 기술을 더욱 발전시킬 계획이다.

장길수  ksjang@irobotnews.com 로봇신문사

Magic robot hand

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