▲ 김상배 교수팀이 개발한 로봇 그리퍼(사진=MIT)

김상배 MIT 교수팀이 반사적으로 물건을 잡을 수 있는 로봇 그리퍼를 개발했다고 26일(현지 시각) 밝혔다.

이 그리퍼는 물건을 잡는 데 실패할 경우 처음부터 다시 동작을 시도하는 것이 아니라, 더 잘 잡기 위해 반사적으로 물체를 굴리거나 꼬집어 잡는다. 마치 사람이 어둠 속에서 별 생각없이 침대 옆에 놓여 있는 안경을 더듬어 찾는 것처럼 ‘라스트 센티미터(last centimeter)’를 조정한다. 일반적으로 로봇 그리퍼는 물건을 잡는 데 실패하면 새로운 동작계획을 처음부터 다시 시도해야 한다.

연구팀은 반사 행동을 로봇 계획 아키텍처에 통합했다. 현재 개발한 시스템은 '개념증명' 제품이며, 로봇 시스템에 반사행동을 포함한 일반적인 조직 구조를 제공한다.

연구팀 관계자는 "사람들이 살고, 일하는 환경에선 항상 불확실성이 존재한다. 어떤 사람은 책상 위에 새로운 것을 놓거나 휴게실에서 무언가를 옮긴다. 싱크대에 접시를 하나 더 추가할 수도 있다. 우리는 반사신경을 가진 로봇이 이러한 불확실성에 적응하고 일할 수 있기를 바란다"고 말했다.

연구팀에 따르면 최근 개발된 기존 로봇 그리퍼들은 공장 조립라인에서 동일한 부품을 반복적으로 조립하는 것처럼 비교적 느리지만 정확한 작업을 위해 설계됐다. 이러한 시스템은 온보드 카메라의 시각적 데이터에 의존한다. 하지만 데이터를 처리하는 데 시간이 결리면서 로봇의 반응 시간이 제한된다.

이를 개선하기 위해 연구팀은 4족 보행 로봇 미니 치타를 위해 개발한 빠르고 반응성이 좋은 액추에이터를 활용해 보다 반사적이고 반응적인 플랫폼을 만들었다.

연구팀이 설계한 그리퍼 디자인은 고속 팔과 2개의 가벼운 다관절 손가락을 포함하고 있다. 로봇 팔 밑에는 카메라를 장착하고 있으며, 접촉의 힘과 위치 등 데이터를 초당 200번 이상 기록할수 있는 맞춤형 고대역폭 센서를 통합했다.

연구팀은 로봇이 물체를 잡는데 실패하면, 손끝에서 실시간으로 측정하고 이에 반응해 ‘반사’라고 불리는 세 가지 그립 조작 중 하나를 신속하게 실행하도록 지시하는 알고리즘을 만들었다.

연구팀은 향후 끊임없이 변화하는 환경에서 사람과 함께 작업할 수 있는 민첩하고 적응력 있는 기계를 만들기 위해 보다 복잡한 반사 행동을 프로그래밍할 계획이다.

연구팀은 이달 29일부터 다음달 2일까지 영국 런던에서 열리는 ‘ICRA 2023’에서 논문을 발표할 예정이다.