"촉각" 인지하는 로봇의 탄생! 손가락 끝으로 요철이나 경도를 99% 이상의 정밀도로 식별한다.
북경 항공항천대학 연구팀이 새로운 촉각 센싱 기술을 개발했다.
로봇에게 사람과 같은 촉각을 갖게 하여 물체 표면의 요철이나 경도를 감지할 수 있도록 하는 것.
중국 미디어 '지동서'가 8월 6일에 전했다.
유연 재료를 사용한 로봇에게 이 신기술을 이용함으로써 의지나 인간형 로봇의 개발을 지원할 수 있다고한다.
연구팀이 프로트타입 시스템의 촉각 센싱 기술을 테스트해 성능을 평가했는데, 물체 표면에 있는 근접의 요철은 100%, 경도는 99.7%의 정밀도로 식별할 수 있었다고 한다.
이 연구는 이미 논문의 보존,공개 플랫폼 'arXiv'상에서 사독전 논문으로서 공개되고 있다.
제목은 건 구동 소프트 로봇 핑거의 촉각 센싱(Tactile Sensing with a Tendon-Driven Soft Robotic Finger).
인체에서 힌트를 얻은 신기술
최근 전세계의 로봇 연구자들은 인간의 촉각을 가진 로봇 시스템 개발에 몰두하여 부드러운 소재를 사용한 진짜에 가까운 의지나 인간형 로봇을 만들어내려고 시도하고 있다.
베이징항공항천대 연구팀은 인간에게 갖춰진 자기수용감각(proprioception)에서 힌트를 얻어 새로운 촉각 센싱 기술을 개발해서 소프트 로봇의 손가락으로 물체의 요철과 딱딱함의 정도를 감지할 수 있도록 했다.
변형을 감지하여 물체의 특징을 식별
연구팀이 개발한 로봇의 프로트타입 시스템은 액추에이터, 건, 케이블, 변형 센서, 소프트 핑거로 구성되어 있으며 첨단에는 사람의 손가락을 닮은 폴리우레탄 소재의 커버가 붙어 있다.
로봇핑거의 힘줄은 액추에이터에 연결되어 있으며 힘줄 한가운데 변형센서가 부착되어 있다.
액추에이터가 힘줄을 움직임으로써 손가락을 구부릴 수 있고, 그에 따라 힘줄의 변형 상태도 달라진다.
물체에 닿았을 때의 변형을 센서가 전기 신호로 바뀌는 것으로, 그 물체의 특징을 평가한다고 하는 구조이다.
연구자들은 8가지 힘줄 모양의 요철과 경도가 다른 4개의 원기둥을 사용하여 로봇 핑거를 테스트하고 기계학습 모델을 이용하여 데이터를 분석한 결과 최종적으로 물체 표면의 요철과 경도를 식별할 수 있었다.
식별 정밀도는 각각 100%와 99.7%에 달한다.
향후 로봇 의지개발의 희망
이 연구에 참여하고 있는 Chang Cheng씨에 따르면 고도의 의지에 관한 기존의 연구는 대부분 표면에 센서를 부착하는 것이라고 한다.
이 방법에서는 손가락 끝의 센서가 물체에 올바르게 닿아 있을 필요가 있지만, 실제 활용 장면에서는 반드시 그렇게 할 수 있다고는 할 수 없다.
이 연구에서는 센서를 힘줄에 부착함으로써 손가락 어느 부분에서 물체에 닿아도 뒤틀림을 감지해 물체에 대한 촉각 정보를 알아낼 수 있도록 했다.
향후 이 기술을 활용하여 인간과 같이 촉각을 가지고 지각할 수 있는 로봇이나 의지의 개발이 기대된다.
Chang Cheng씨는 다음과 같이 말한다.
지금은 미끄럼 검출 기술을 모색하고 있다.
물건을 움직이거나 잡을 때 손이 미끄러지는 것은 피할 수 없다. (서양속담, 노력속담)
따라서 미끄럼을 감지하고 제어하는 것은 로봇이 물체를 확실하고 안정적으로 취급하는데 있어 매우 중요하다.
이 미끄럼 검출은 뛰어난 추가적인 기능이 될 것이다.
우리가 한 프로토타입 실험으로 이미 충분한 호응을 얻고 있다.
로봇이나 의지가 인간과 같은 촉각을 가질 날이 머지않았을지도 모른다.
(-24%)
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