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중국 상하이자오퉁대, 문어 촉수 닮은 소프트 매니퓰레이터 개발전문저널 '어플라이드 피직스 리뷰스'에 논문 발표
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승인 2022.01.13  14:16:19
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▲ 상하이자오퉁대 연구진이 문어 촉수를 닮은 소프트 매니퓰레이터를 개발했다(사진=상하이자오퉁대)

중국 상하이자오퉁대(上海交通大学·상하이교통대) 연구진이 문어의 촉수처럼 유연한 소프트 매니퓰레이터를 개발했다고 테크익스플로어가 보도했다.

코끼리의 코, 문어의 촉수, 사람의 손은 부드러운 물체를 아주 유연하게 잡을 수 있다. 하지만 전통적인 로봇들은 부드러운 물체를 잡는 데 매우 큰 어려움을 갖고 있다.

상하이자오퉁대 기계공학부문 로봇연구소 '궈잉 구(Guoying Gu)' 교수 등 연구진은 문어의 촉수 등 동물에서 영감을 얻어 문어 촉수를 닮은 소프트 매니퓰레이터를 개발하고 연구 논문을 전문 저널 ‘어플라이드 피직스 리뷰스(Applied Physics Reviews)’에 게재했다.

이 매니퓰레이터는 공압적으로 작동하는 탄성중합체 구조인 ‘뉴-넷(pneu-nets)‘에 기반하고 있으며 다중 세그먼트(multiple-segment) 형태로 만들어졌다. 각각의 세그먼트는 비틀림, 나선형, 구부림 등 동작을 실행할 수 있다.

탄성중합체 구조는 내부에 서로 연결된 여러 개의 방(chambers)으로 이뤄져 있다. 이 방에 공기를 불어넣으면 풍선처럼 불어난다. 촉수의 한쪽은 딱딱하고 반대쪽은 부드럽기 때문에 공기 압력을 높이면 단단한 쪽으로 구부러진다.

▲ 소프트 매니퓰레이터의 동작 원리를 설명한 그림(사진=동영상 갈무리)

논문 주요 저자인 동왕(Dong Wang)은 “특정 3D 공간 궤적을 따를 수 있는 수학적 모델을 활용해 소프트 매니퓰레이터를 설계했다"며 "소프트 매니퓰레이터는 각 세그먼트들이 서로 다른 방(챔버)의 방향을 선택함으로써 상이한 작동 모드(비틀림, 구부림, 나선형 휨)를 보여주는 여러 세그먼트로 구성되어 있다"고 말했다.

연구팀은 뉴넷 구조에 대한 기하학적, 재료 및 하중 매개변수를 변경해 다양한 3D 궤적을 위한 매니퓰레이터를 설계했다. 궈잉 구 교수는 ”소프트 매니퓰레이터가 진정으로 다양한 분야에서 응용되기위해선 더 많은 연구가 이뤄져야 한다“고 말했다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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