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美 예일대, 사람 손처럼 능숙한 로봇 핸드 개발'케이징' 메카니즘 적용
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승인 2021.05.17  17:39:23
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▲ 중국의 바오딩 구슬

바오딩 구슬(保定健身球)은 중국인들이 손안에 넣고 굴리는 구슬이다. 2개의 구슬을 손안에 넣고 굴리면 명상이나 건강에 도움이 된다고 한다. 사람이 바오딩 구슬을 굴리는 것은 쉽지만 로봇은 아주 어렵다. 로봇핸드로 잡았다고 해도 사람처럼 손안에 넣고 굴리는 동작을 하는 것은 쉽지 않다.

겨자나 케첩이 들어있는 양념통에서 겨자나 케첩을 추출하는 작업도 로봇에게는 쉽지 않다. 로봇핸드로 양념통을 정확하게 잡고 소스가 나올 수 있도록 계속 밀어줘야 한다. 로봇핸드로 큐빅을 능숙하게 다루면서 퍼즐을 맞추는 작업에도 사람 손과 같은 능숙함이 요구된다.

▲ 큐빅을 잡고 능숙하게 다루는 로봇 핸드(사진=예일대)

테크엑스플로어에 따르면 美예일대 연구팀은 손안에서 구슬을 굴리거나 큐빅을 맞출 수 있는 능숙한 로봇 핸드 기술을 개발하고, 관련 논문을 ‘사이언스 로보틱스’에 게재했다.

예일대 연구팀에 따르면 대부분 로봇들은 다양한 물체를 잡기 위해 '손끝(fingertips)'을 활용한다. 하지만 손끝 부분만 활용하면 물체를 사람처럼 능숙하게 잡을 수 없다. 이를 개선하기 위해 연구팀은 로봇핸드를 손바닥과 손끝 부분으로 구분해 ‘케이징(caging)’ 메카니즘을 만들었다. 손끝과 손바닥을 이용해 물건을 감싸안는 방식이다. 손가락의 가운데 부분을 구부릴 수 있도록 관절을 만들어 물체를 손바닥과 손가락으로 효과적으로 잡을 수 있도록 설계했다. 로봇핸드의 손가락은 6개의 서보 모터로 동작하며 바퀴 및 도르레의 구조로 연결되어 있다. 손바닥안에서 물체가 구를 수 있도록 만들었다.

연구팀은 케이징 메카니즘을 갖춘 로봇핸드를 만들어 바오딩 구슬, 큐빅, 겨자 양념통 등을 잡는 다양한 실험을 진행했다. 물체의 잡는 위치와 방향을 계속 바꿔가면서 로봇핸드의 조작성과 안정성을 테스트한 결과 소기의 성과를 거둔 것으로 나타났다.

연구팀은 이번에 개발된 로봇핸드가 앞으로 다양한 능력을 갖춘 로봇 핸드의 설계에 유용하게 활용될수 있을 것으로 보고 있다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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