미시간주립대, 산업용 로봇 장착 엔드 이펙터 개발 VIDEO: ROBOTIC HAND USES SOFT TOUCH TO GRIP AND GRAB

미시간주립대, 휴머노이드 하이브리드 핸드 개발

전문 저널인 '소프트 로보틱스'에 연구 성과 발표

    산업용 로봇에 장착하는 강성의 엔드 이펙터(rigid end-effector)는 빠른 속도, 강한 힘, 그리고 정밀함을 특징으로 한다. 이에 반해 소프트 그리퍼는 가변적인 성격을 갖고 있으며, 안전한 인간-로봇 상호작용을 가능하게 한다.

"The proposed soft humanoid hand has demonstrated excellent adaptability and compatibility in grasping complex-shaped and fragile objects while simultaneously maintaining a high level of stiffness for exerting strong clamping forces to lift heavy loads," says Changyong Cao. (Credit: Steve Berry/Flickr)

ROBOTIC HAND USES SOFT TOUCH TO GRIP AND GRAB A new and powerful robotic hand could create safer human-robot interactions, engineers say. Industrial settings often use robots for tasks that require repetitive grasping and manipulation of objects. The end of a robot that mimics a human hand is called an end effector or gripper. “The novel humanoid hand design is a soft-hard hybrid flexible gripper. It can generate larger grasping force than a traditional pure soft hand, and simultaneously be more stable for accurate manipulation than other counterparts used for heavier objects,” says lead author Changyong Cao, assistant professor in packaging, mechanical engineering, and electrical and computer engineering at Michigan State University and director of the Laboratory for Soft Machines and Electronics. Generally, soft-hand grippers—used in settings where an object may be fragile, light, and irregularly shaped—present several disadvantages: sharp surfaces, poor stability in grasping unbalanced loads, and relatively weak grasping force for handling heavy loads. irobotnews.com View full text https://www.futurity.org/soft-touch-robot-hand-robotics-2406952

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‘더 로봇리포트’에 따르면 미시간주립대 연구진은 강성의 엔드 이펙터와 소프트 그리퍼간의 간극을 줄여줄 수 있는 하이브리드 방식 플렉시블 그리퍼를 개발했다. 사람 손처럼 5개의 손가락을 갖고 있으며 강한 파지 능력을 갖추고 있다. 미시간주립대 창용 카오(Changyong Cao) 교수 연구팀은 이번 연구 성과를 전문 저널인 ‘소프트 로보틱스’(논문 제목:Soft Humanoid Hands with Large Grasping Force Enabled by Flexible Hybrid Pneumatic Actuators)‘에 발표했다.

일반적으로 소프트 핸드 그리퍼는 부서지기 쉽고, 가벼우면서 형태가 불규칙한 물체를 잡는 데 유리하다. 하지만 표면이 날카롭거나 무거운 물건을 세게 잡는 것은 힘들다.

 

미시간주립대 연구팀은 부서지기 쉬운 물건을 안전하게 잡을 수 있지만 강하게 틀어쥘수 있는 소프트 그리퍼를 개발하기 위해 유연성을 갖춘 하이브리드 공기압 방식 액추에이터(FHPA·flexible hybrid pneumatic actuator) 기술을 활용해 사람의 손가락을 닮은 휴머노이드 소프트 핸드를 개발했다. 각각의 손가락은 공기압 방식으로 구부릴 수 있지만, 독립적으로 강한 힘을 발휘할수 있도록 모듈러 프레임워크를 채택했다.

FHPA는 '딱딱하면서(hard)' 동시에 '부드러운(soft)' 요소를 모두 갖고 있다. 이를 위해 탄성체로 이뤄진 공기압 방식의 주머니와 뼈처럼 강한 스프링 코어를 결합했다.

카오 교수는 “2가지 요소를 결합함으로서 소프트 그리퍼의 변형성, 적응성, 순응성을 갖되, 강성 액추에이터가 갖고 있는 강력한 힘도 유지할 수 있도록 했다”고 했다. 카오 교수는 이번에 개발한 시제품을 과일 피킹, 의료 처치, 재활, 수술 로봇 등에 활용할 수 있을 것으로 기대했다.

장길수  ksjang@irobotnews.com 로봇신문사

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