▲ 피동건 기반 연속체 로봇 실시간 형상 감지 모습(사진=중국과학원)

중국과학원의 의료용 로봇 개발팀이 연속체 로봇의 형상을 실시간으로 감지할 수 있는 기술을 개발했다.

21일 중국 언론 중국로봇망에 따르면, 중국과학원 선양자동화연구소 지능형 복강경 수술 로봇 연구팀은 연속체 로봇의 형상 감지 분야 연구에서 새로운 진전을 이뤘다고 밝혔다. 이 성과는 로봇자동화 분야 전문 저널 'IEEE 로보틱스앤오토메이션레터스(Robotics and Automation Letters)'에 게재됐다.

연속체 로봇과 연체 로봇은 고도로 민첩하면서도 적응성이 높다는 특징을 갖고 있다. 이러한 특성 때문에 의료 영역에서 잠재력이 매우 큰 것으로 평가된다. 하지만 연속체 로봇의 형상 피드백 부족으로 응용 분야에 제한이 있다. 연속체 로봇의 형상 감지는 폐쇄루프 제어를 실현하는 전제로서, 로봇의 제어 정확도를 높이고 연속체 로봇의 지능화 응용을 촉진시키는 데 도움을 준다.

▲ 피동건 기반 연속체 로봇 형상 감지 원리(이미지=중국과학원)

연구팀은 이번에 연속체 로봇에 대한 새로운 형상 감지 방법을 제안했다. 연속체 로봇 내부에 피동 힘줄을 추가해 연속체 로봇의 형상 변화가 수동 힘줄의 변위 정보로 변환될 수 있도록 했다. 카메라를 통해 이 수동 힘줄의 변위 정보를 실시간으로 획득할 수 있다. 이어 기하학적 모션 스피너(spinor)를 기반으로 연속체 로봇의 공간 3차원 형태를 재구성한다.

이 방법은 연속체 로봇의 곡률 및 비틀림 등 변형을 감지할 수 있어 다른 방법에 비해 저렴하고, 높은 신뢰성을 제공한다는 설명이다.

선양자동화연구소의 지능형 복강경 수술로봇 연구팀은 소화, 복강, 호흡 등 인체용 내시경 미세 수술 로봇의 핵심 기술 및 시스템 연구 개발을 하고 있으며, 중국 국가중점연구개발프로젝트와 지역 공동 프로젝트 역시 추진하고 있다. 수술 로봇의 형태 생성, 인식, 제어 및 수술 관련 연구에서 많은 기술 성과를 이뤘으며, 일부는 임상 적용 단계에 있다.

이번 연구는 중국국립자연과학재단, 국가중점연구개발계획프로젝트, 랴오닝성 자연과학재단, 선양의료산업협력혁신프로젝트 등의 지원을 받았다. (제휴=중국로봇망)