빛에 반응하는 소프트 엑추에이어 개발 VIDEO: Like Pavlov's dog, this thermoplastic is learning a new trick: Walking l 제네시스 로보틱스,"외골격 로봇 선보여
핀란드 템페레대학, 빛에 반응하는 소프트 엑추에이어 개발
전문 저널 '매터'에 연구 성과 발표
핀란드 '템페레대학(Tampere University)' 연구진이 컴퓨터 프로그래밍 없이 빛에 반응해 동작하는 소프트 액추에이터를 개발했다고 과학전문 매체 ‘유렉어러트’가 보도했다.
연구팀은 이번 성과를 재료 분야 전문 저널인 ‘매터(Matter)’에 발표했다. 이 소프트 액추에이터는 일종의 합성 플라스틱으로, 열가소성의 액정 폴리머와 염료로 구성되어 있다. 빛 에너지를 이용해 기계적인 동작을 만든다. 컴퓨팅 프로그래밍 작업없이 과거의 경험에 기반해 새로운 기술을 습득할 수 있다는 설명이다.
Like Pavlov's dog, this thermoplastic is learning a new trick: Walking Researchers in Finland are "training" pieces of plastic to walk under the command of light. The method developed, published December 4 in the journal Matter, is the first time a synthetic actuator "learns" to do new "tricks" based on its past experiences, without computer programming. These plastics, made from thermo-responsive liquid crystal polymer networks and a coat of dye, are soft actuators that can convert energy into mechanical motion. Initially, the actuator is only respondent to heat, but by associating light with heat, it learns to respond to light. In response, the actuator similarly bends itself as a human curls its index finger. By irradiating the actuator periodically, it "walks" like an inchworm with a speed of 1 mm/s, about the same pace of a snail. View full text https://www.sciencedaily.com/releases/2019/12/191204113738.htm |
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이 소프트 엑추에이터는 오직 열에만 반응한다. 연구팀은 빛을 열(heat)과 관련시키는 방식으로 액추에이터가 빛에 반응하면서 동작을 학습하도록 했다. 액추에이터에 빛을 조사하면 애벌레처럼 움직인다. 속도는 초당 1mm다.
빛을 열과 관련시키는 절차가 진행되면 엑추에이터 표면의 염료가 파란색으로 변하고 빛을 흡수하면서 액추에이터의 온도를 올리게 된다. 이런 과정을 거쳐 빛의 조사 방식에 따라 구부리는 기능을 학습하고 애벌레처럼 꿈틀꿈틀 움직이도록 할 수 있다.
템페레대학팀은 이번 연구를 ‘파블로프의 개 실험’에 비유했다. 개는 음식을 보면 침을 흘리는데 파블로프는 음식을 주기 전에 벨을 울리는 실험을 반복적으로 수행했다. 나중에는 벨을 울리기만해도 개가 침을 흘린다. 연구팀은 이번 실험을 파블로프의 개 실험에 비유해 열이 음식이라면 빛은 벨에 비유할 수 있다고 설명했다.
연구팀은 이번 연구 성과를 기반으로 합성 소프트 액추에이터가 단순히 보행하는 것에서 벗어나 보다 복잡성을 띠고 조작 가능하도록 만들겠다는 목표를 세웠다. 빛의 서로 다른 파장에 반응하면서 원격 제어가 가능한 소프트 마이크로 로봇의 개발을 추진한다는 계획이다.
장길수 ksjang@irobotnews.com 로봇신문사
Light robot
제네시스 로보틱스,"외골격 로봇 내놓는다"
iREX 2019' 현장에서 만난 '제임스 클라슨' CTO
캐나다 로봇 스타트업 ‘제네시스 로보틱스(Genesis Robotics)’는 기어박스(gearbox)나 벨트 트랜스미션 없이도 강력한 로봇 파워를 발휘할 수 있는 ‘라이브 드라이브(LiveDrive)’ 모터와 리플렉스(Reflex) 기어박스 기술을 개발해 주목받고 있는 업체다.
지난 2015년 캐나다 브리티시 컬럼비아 '랭리(Langley)'에서 마이클 깁니(Michael Gibney)와 제임스 클라센(James Klassen)이 공동 창업했으며 ‘라이브 드라이브’ 기술력을 인정받아 지난해 4월 ‘코크 엔지니어드 솔루션(Koch Engineered Solution)’으로부터 전략적 투자를 받았다.
Genesis Robotics to showcase latest innovations at IREX 2019 Genesis Robotics and Motion Technologies is planning to showcase its revolutionary direct drive motor technology and innovative gearing solutions for robotic applications at the International Robot Exhibition (IREX). IREX 2019 will take place from December 18-21 at Tokyo Big Sight, Japan. Genesis’ booth location is W4-33. Since entering the market with its LiveDrive Direct-Drive Motor (LiveDrive), the company has continued to develop high torque, low profile form factor solutions that enhance productivity and lower total cost of ownership across robotics and industrial automation. LiveDrive provides direct drive actuation with greater acceleration, higher speeds and increased stopping torque, thereby removing the need for traditional gear and belt transmissions, simplifying actuator design, and dramatically improving reliability. View full text |
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라이브 드라이브 모터와 리플렉스 기어박스 기술은 작고 가볍지만 강력한 힘과 빠른 속도 때문에 외골격 로봇, 모바일 로봇, 델타 로봇, 스카라 로봇, 협동 로봇 등 다양한 로봇 분야에 혁신적인 설계가 가능할 것으로 기대된다.
지난 19일 도쿄 ‘국제로봇전(iREX) 2019’이 열리고 있는 빅사이트 전시장에서 공동 창업자겸 CTO인 ‘제임스 클라센(James Klassen)‘를 만나 핵심기술과 사업 전략에 대해 들어봤다.
제네시스 로보틱스 공동 창업자겸 CTO 제임스 클라슨이 자신이 개발한 라이브 드라이브 모터를 들고 있다.
제네시스의 제임스 클라슨 CTO는 우선 “라이브 드라이브 모터 기술은 자기 증폭(magnetic amplication), 열 분산(heat dissipation), 가벼운 무게, 빠른 실행 속도 등의 장점을 갖고 있다“며 ”가볍지만 강력한 토크를 구현할 수 있기 때문에 외골격 로봇이나 협동 로봇 등 다양한 종류의 로봇 개발시 혁신적인 설계가 가능하도록 해준다“고 말했다.
실제로 제네시스 로보틱스는 “라이브 드라이브와 리플렉스 토크 증폭장치 등 핵심 기술을 활용해 몸이 불편한 장애인이 클러치(clutch) 없이도 쉽게 보행할 수 있는 외골격 로봇을 개발해 상용화를 준비하고 있다“고 말했다.
기존의 장애인용 외골격 로봇은 무게가 많이 나가는데다 클러치를 따로 두고 있어 사용하기에 불편이 적지 않았다며 제네시스의 라이브 드라이브와 리플렉스 토크 등 핵심기술을 활용하면 클러치가 필요없는, 아주 가벼운 외골격 로봇을 제작할 수 있다는 설명이다. 또 뒤로 움직이는 동작도 가능하다는 것이다.
전체를 플라스틱으로 제작한 로봇
제네시스 로보틱스는 iREX 2019에 자사의 혁신 기술을 이용해 전체를 플라스틱으로 제작한 로봇 시제품을 선보였다. 이와 관련 클라슨 CTO는 “완전히 플라스틱으로 만든 로봇은 이 제품이 세계 최초"라면서 "플라스틱 재질이지만 기존의 메탈 기반 기어박스를 채택한 로봇과 동일한 효과를 낼 수 있다“고 설명했다. 사람처럼 유연한 동작을 구현할 수 있고 가반 중량(페이로드)도 크다는 설명이다.
제네시스 로보틱스는 델타 로봇과 픽 앤 플레이스 분야에서 핵심 기술을 보유하고 있는 스위스 로봇 전문업체인 드모렉스(Demaurex SA)와도 협력 관계를 맺고 있다. 이에 대해 클라슨 CTO는 “제네시스의 핵심 기술과 드모렉스의 핵심 기술을 결합해 델타 로봇 개발도 공동으로 추진하고 있다”며 긍정적인 시너지 효과가 나타날 것이라고 설명했다.
클라슨 CTO는 또한 로봇 시장이 크게 성장하고 있는 아시아 시장에 큰 관심을 갖고 있으며, 당연히 한국 시장도 우선 순위에 있다고 말했다. 현재 한국 전자업체와 협력 방안을 협의하고 있으며, 가시적인 성과가 조만간 나올 것이라고 덧붙였다.
제임스 클라슨은 자신의 이름으로 30개가 넘는 특허를 보유하고 있는 발명가이기도 하다. 그의 발명품은 헬스케어 제품, 산악 자전거용 서스펜션, 스노우보드 등 다양한 분야에 이르고 있다. 그는 iREX 2019 전시장 내부를 전동 보드를 타고 이동할 정도로 자유분방한 모습을 보였다.
클라슨 CTO는 “자신의 로봇과학의 주요 목표는 인간과의 상호작용 및 장애인을 위한 보조장치를 안전하고 실제와 같은 동작을 구현하는 작동 기술, 그리고 생산성을 높일 수 있는 기술을 구현하는 데 있다“고 말했다.
장길수 ksjang@irobotnews.com 로봇신문사
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