▲ MIT CSAIL 연구팀이 소프트 로봇 그리퍼에 감지기능을 부여해 파지 기능을 향상시키는 기술을 개발했다.(사진=CSAIL)

소프트 로봇 분야는 로봇 공학에 있어 요즘 매우 중요한 주제며, 기존의 강성 재료가 아닌 질기고 유연한 재료를 사용하는 게 특징이다. 하지만 소프트 로봇은 지금껏 감지력이 부족했기 때문에 제한적인 상황이다. 좋은 로봇 그리퍼는 무엇을 만지고 있는지 느껴야하고(촉각 센싱), 손가락의 위치를 감지해야 하는데(수용감지), 대부분의 소프트 로봇에서 이 같은 점을 찾아보기 힘들다.

디지털 트렌드에 따르면 MIT 컴퓨터과학인공지능연구소(CSAIL)에 소속된 두 연구팀이 소프트 로봇의 정확한 파지(grip)를 위한 기술을 개발했다. 이들이 개발한 기술을 적용하면 로봇팔이 다양한 물체를 잡고 감지하며, 심지어 물체를 비틀고 구부릴 수도 있다는 설명이다.

▲ '겔플렉스' 소프트 그리퍼 (사진=벤처비트)

이중 한 그룹은 로봇이 다양한 물건을 잡게 해주는 기술을 개발했다. 이들은 ‘겔플렉스(GelFlex)’라고 불리는 방법을 사용, 두 손가락이 달린 그리퍼의 끝에 카메라를 내장시켰다. 이를 통해 그리퍼가 캔과 같은 큰 물건에서부터 CD 케이스와 같은 얇은 물건에 이르기까지 다양한 모양을 보다 잘 집게 됐다. 이 겔플렉스를 사용한 로봇 손가락은 서로 다른 모양의 물체를 파악하는데 있어 96% 이상의 정확도를 보여줬다는 게 연구팀의 설명이다.

연구팀은 해당 그리퍼를 제작하기 위해 투명 실리콘을 사용하고 카메라에 어안렌즈(fisheye lense)를 넣었다. 이어 반사 잉크로 손가락을 칠하고 LED 조명을 추가하자 내장된 카메라는 반대쪽 손가락에 있는 실리콘이 물체의 느낌에 어떻게 반응하는지 파악해 냈다. 컴퓨터는 특별히 학습된 인공지능을 이용, 손가락이 어떻게 구부러졌는지에 관한 데이터를 바탕으로 물체의 모양 및 크기를 추정했다.

이번 연구에 참여한 ‘유 쉐(Yu She)’는 "우리의 소프트 손가락은 자기감각에 높은 정확도를 제공하고, 쥐고 있는 물체를 정확하게 예측할 수 있으며, 상호 작용하는 환경과 자신에게 해를 끼치지 않고 상당한 충격을 견딜 수 있다"면서 “유연한 외골격으로 소프트 손가락을 제한하고 내장 카메라로 고해상도 감지기능을 수행해 소프트 그리퍼를 위한 다양한 기능을 제공한다"고 말했다.

▲ 라텍스 풍선으로 만든 촉각 센서(사진=디지털 트렌드)

한편, 또 다른 연구팀은 소프트 로봇 그리퍼가 접촉을 통해 픽업한 것을 정확하게 식별하게 해주는 센서 시스템을 개발했다. 이들은 이전 연구에서 제작한 원뿔 모양의 그리퍼에 촉각센서를 사용했다. 이 센서는 압력 변환기 또는 센서에 연결된 소형 라텍스 ‘풍선’이다. 풍선에 가해지는 압력 변화는 알고리즘이 물체를 가장 잘 잡는 방법을 고려해 결정된다.

이 촉각 센서가 탑재된 그리퍼는 감자 칩과 같은 작고 섬세한 물체를 집을 수 있고 해당 품목을 분류할 수 있다. 특히 물체가 무엇인지 파악한 덕분에 감자 칩을 부스러뜨리지 않고 정확히 물체를 잡는다고 한다. 연구팀은 앞으로 이 같은 기술이 제조용 로봇에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.