▲ 저가 센서를 채택한 로봇 그리퍼가 다양한 물체를 잡고 있는 모습(사진=런던퀸메리대)

런던퀸메리대(Queen Mary University of London) 연구팀이 로봇의 촉각을 획기적으로 개선할 수 있는 저가 센서를 개발했다고 27일 밝혔다.

연구팀에 따르면 로봇이 매니퓰레이션(조작)과 파지 동작을 수행하면서 사람처럼 능숙하게 물건을 다루는 것은 로봇공학의 오랜 목표다. 이를 달성하기 위해선 신뢰할 수 있는 촉각 정보와 힘의 감각을 갖는 것이 로봇에게 필수적이다.

연구팀은 로봇의 촉각 능력을 개선하기 위해 물체를 인지하고, 그립을 조정할 수 있는 센서인 ’L3 F-터치‘를 개발하고, ’IEEE 로보틱스 앤 오토메이션 레터스‘에 발표했다. 이 센서는 가볍고, 저가이며, 무선 방식이므로 기존의 로봇핸드와 그리퍼에 재장착할 수 있는 저렴한 옵션이란 설명이다.

사람의 손은 압력, 온도, 질감, 그리고 고통을 감지할 수 있다. 또한 사람의 손은 형태, 크기, 무게, 그리고 다른 물리적인 특징을 바탕으로 물체들을 구별할 수 있다. 이에 비해 현재 대부분 로봇핸드나 그리퍼는 통합된 햅틱 능력을 가지고 있지 않기 때문에 물체를 다루는 것을 더 복잡하게 만든다.

로봇 손가락들은 물체의 형태와 상호작용의 힘에 관한 지식이 없다면 어떠한 ’촉감‘도 가지지 못한다. 만일 깨지기 쉬운 물체라면 로봇핸드에서 쉽게 미끄러지며, 심지어 찌그러질 수도 있다.

연구팀이 개발한 ’L3 F-터치’에서 L3는 가볍고(Lightweight), 저가이며(Low-cost), 무선(wireLess)이라는 의미를 담고 있다. 이 센서는 물체의 기하학적 구조를 측정하고, 물체와 상호 작용할 힘을 결정한다. 카메라 이미지에 의해 취득한 촉각 정보를 통해 상호작용력(interaction forces)을 추정하는 다른 센서와 달리, L3 F-터치는 상호 작용력을 직접 측정해 더 높은 측정 정확도를 구현했다. 더 높은 측정 정확도와 더 넓은 측정 범위를 구현할 수 있는 미러 시스템과 통합된 기계적 서스펜션 구조를 통해 상호작용력을 직접 측정할 수 있다는 설명이다.

카스파 알토퍼 교수는 “내장된 무선통신을 통해 센서는 로봇핸드와의 통합성 측면에서도 경쟁업체 제품보다 우수하다"라고 말했다.

연구팀은 향후 센서의 기능을 확장해 3개의 큰 축을 따라 힘을 측정할 수 있고, 정확하고 컴팩트한 상태를 유지하면서 나사 체결처럼 비틀림 등 회전 힘을 측정하는 데 주력할 계획이다.