강도 유연성 조절 가능한 종이접기(오리가미) 로봇 VIDEO: How Origami Is Influencing Robotics
종이접기 로봇, 곡률 패턴에 따라 강도와 유연성을 조절한다
애리조나주립대 '한칭 장' 교수 연구팀 개발
종이접기(오리가미) 로봇의 접는 패턴에 변화를 줘 로봇의 강도와 유연성을 조절할 수 있는 기술이 개발됐다.
미 애리조나주립대 '한칭 장(Hanqing Jiang)' 교수 등 연구팀은 종이접기의 패턴을 기존의 직선에서 곡선으로 바꿔 소형 종이접기 로봇의 강도와 유연성을 조절할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.
How Origami Is Influencing Robotics Curved origami offers a creative route to making robots and other mechanical devices. Building robotic grippers that can firmly grasp heavy objects and also gently grasp delicate ones usually requires complicated sets of gears, hinges and motors. But it turns out that it’s also possible to make grippers out of simple sheets of flexible material with the right creases in them. Our lab at Arizona State University has designed curved fold patterns that can change stiffness and flexibility. Flexible materials shaped with these patterns can be used to make simple, inexpensive robotic grippers, swimming robots and other mechanical devices. People naturally vary the amount of stiffness needed to handle fragile and sturdy objects appropriately. Robots interact with the environment in the same way. Curved folding is a simple way to give robots the ability to vary the amount of stiffness they use to interact with different objects and environments. Our team’s idea was inspired by origami, the art of paper folding. Origami can be stiff or flexible depending on its folding pattern, but it is hard to give origami a range of stiffnesses. View full text https://www.mbtmag.com/home/news/21203664/how-origami-is-influencing-robotics |
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상단 사진 설명
연구팀은 다양한 곡률을 갖고 있는 종이접기 로봇을 제작해 테스트했다.(사진=애리조니주립대)
기존의 종이접기 로봇은 접는 패턴에 따라 강도와 유연성이 달라지기는 하지만 강도와 유연성을 조절하는 것이 쉽지 않았다. 종이 접기 로봇이 아닌 기존의 기계적인 구조물의 로봇들은 공기압 방식이나 전기 모터로 강도나 힘을 조절했다.
연구팀은 강도와 유연성 문제를 해결하기 위해 공기압이나 전기 모터에 의존하지 않고 순수하게 종이접기의 구조를 변경하는 방식으로 로봇의 강도와 유연성을 조절했다.
연구팀이 종이접기 원리를 이용해 유영 로봇을 개발하고 테스트했다.(사진=애리조나주립대)
핵심은 종이를 접는 부분을 기존의 직선에서 곡선으로 바꾼 것이다. 곡선의 패턴을 종이접기에 도입하면 강도와 유연성을 조절할 수 있다는 것이다. 가령 종이를 접는 부분의 곡선 각도(곡률)를 작게 하면 강도가 약하지만, 곡선의 각도(곡률)를 크게 하면 강도가 강해진다. 접는 부분에 하나의 곡선이 아니라 복수의 곡선을 적용할 수도 있다. 복수의 곡선을 적용하면 또 다른 강도와 유연성을 갖춘 로봇이 만들어진다.
연구팀에 따르면 사람은 손으로 딱딱하거나 부드러운 물체를 잡을 때 손의 강도와 유연성에 변화를 줄 수 있다. 이번에 개발한 종이접기 기술을 적용하면 로봇이 주변 물체와 환경에 맞춰 자신의 강도와 유연성을 조절하는 게 가능하다는 설명이다. 이 기술을 활용해 곤충 크기의 마이크로 로봇이나 로봇 그리퍼를 만들 수 있다고 연구팀은 주장했다.
연구팀은 이번 기술을 이용해 유영 로봇을 만들고, 종이접기 로봇의 강도와 유연성에 따라 어떤 유영 동작이 가능한지를 확인했다.
연구팀은 이 기술을 종이접기 원리 기반의 신축성 있는 리튬이온 배터리 등 개발에 적용하거나, 곡면의 종이접기 구조물을 원격에서 제어하는 방법을 연구할 계획이다. 공기압, 자기(마그네틱), 전기 제어 방식 등 여러 기술의 적용을 검토하고 있다. 종이접기 구조물을 원격에서 제어할 수 있으면 가상현실 공간에서 촉각의 강도를 변화시킬 수 있는 햅틱 장치의 개발도 가능할 것으로 기대하고 있다.
장길수 ksjang@irobotnews.com 로봇신문사
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Curved origami with tunable stiffness
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