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美 워싱턴대 연구팀, 사과 수확 로봇 그리퍼 개발‘소프트 로봇에 관한 IEEE 제7차 컨퍼런스’ 회보에 발표
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승인 2024.06.14  17:09:27
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美 워싱턴주립대 연구팀이 사과에 상처를 주지않고, 부드럽게 딸 수 있는 사과 수확용 로봇 그리퍼를 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 노동력 부족으로 어려움을 겪고 있는 워싱턴주의 과수 농가에 도움을 주기 위해 이 로봇 그리퍼를 개발했다. 워싱턴주는 미국 내 주요 사과 재배 지역이다. 2022년에 미국 국내총생산(GDP)에 20억달러(약 2조 7780억원) 이상을 기여했다. 워싱턴주 과수 농장들은 수분, 가지치기, 수확 등 작업을 위해 매년 많은 수의 노동자를 고용하고 있다. 그러나 인구 고령화와 이주 노동자의 감소로 수확기에 노동자를 고용하는 데 어려움을 겪고 있다.

연구팀은 연구 성과를 올해 4월 샌디에이고에서 열린 ‘소프트 로봇에 관한 IEEE 제7차 컨퍼런스’ 회보에 연구 논문을 발표했다.(논문 제목:Design and Evaluation of a Lightweight Soft Electrical Apple Harvesting Gripper)

논문 제1저자인 크리스 니나탄타 박사과정 학생은 "우리는 이 프로젝트를 통해 많은 사람들을 돕기를 원한다. 워싱턴주의 노동력 부족은 과수원에 매우 해롭다“며 연구 배경을 설명했다.

최근 로봇공학자들이 사과 수확을 위한 로봇 시스템을 개발하기 시작했지만 현재 개발된 시스템은 제작하는데 비용이 많이 들고 과수원에서 사용하는데는 복잡하다는 지적이다.

워싱턴주립대 연구팀이 개발한 그리퍼는 무게 3분의 2파운드의 경량급 제품으로, 3D 프린터로 제작한 단단한 플라스틱과 실리콘 고무로 이뤄진 로봇 손가락을 움직이기 위해 3개의 케이블을 사용한다. 로봇 손가락은 사과를 손상시키지 않을 정도로 충분히 부드럽고, 나무에서 사과를 떼어낼 수 있을 정도로 충분히 강력하다. 그리퍼는 사과를 잡고 놓아주는 스위치를 갖추고 있다. 그리퍼를 제작하는데 들어간 비용은 약 30달러 정도다.

연구팀이 로봇 그리퍼를 과수원에서 테스트한 결과 사과를 손상시키지 않고 87.5% 이상의 확률로 사과를 성공적으로 떼낼 수 있는 것으로 나타났다.

연구팀은 현재 개발한 경량의 그리퍼를 향후 개발 예정인 저가의 로봇 시스템에 연결할 계획이다. 로봇 팔은 공기로 채워진 부드러운 직물로 만들어진다.

연구팀은 이 프로젝트의 일환으로 사과 줄기의 손상을 줄이기 위해 사람의 손이 회전하는 것과 유사하게 그리퍼뿐만 아니라 로봇 팔을 정확하게 안내할 수 있는 카메라를 시스템에 탑재한다는 계획이다. 연구팀은 올해말쯤 이 시스템을 실제 과수원에서 테스트할 계획이다.

이번 연구는 국립과학재단, 국립식품농업연구소의 자금 지원을 받아 이뤄졌다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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