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일본 JAIST, 장미꽃에서 영감 얻은 소프트 로봇 핸드 개발작물 수확 로봇으로 활용 가능해
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승인 2023.07.17  16:22:23
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▲ JAIST 연구팀이 장미꽃에서 영감을 얻어 소프트 로봇핸드를 개발했다.(사진=JAIST)

일본 이시카와현에 위치한 국립대학인 호쿠리쿠선단과학기술대학원대학(北陸先端科学技術大学院大学, JAIST) 호안반(Ho Anh Van) 교수팀은 장미꽃이 피는 것에서 영감을 얻어 물체를 감싸듯 잡을 수 있는, 범용성이 뛰어난 소프트 로봇핸드를 개발했다고 지난 13일 밝혔다.

이 소프트 로봇 핸드는 간편한 제어 기능과 뛰어난 내구성을 가지고 있어 향후 농업 분야 수확 작업 대체 로봇 등 다양한 분야에서 응용할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 이 로봇의 명칭은 ‘로즈’(ROSE·ROtation-based-Squeezing grippEr)다.

연구팀은 농산물을 수확하는 기존의 로봇 핸드들은 대부분 고가인데다 파지 과정에서 농작물에 손상을 주는 경우가 많다고 보고, 부드러운 파지가 가능한 농업용 로봇 핸드 개발에 나섰다. 특히 딸기나 복숭아 등 작물은 파지 시 손상을 입는 경우가 많다.

연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 부드러운 파지가 가능하고 충분한 힘을 갖춘 소프트 로봇 핸드를 컨셉으로 농업용 로봇 핸드 개발을 추진했다. 설계 개념으로는 ▲수확물을 손상시키지 않기 위해 소프트 재료를 이용한다 ▲로봇 핸드의 제어를 간소화한다 ▲제작 비용을 낮춘다 ▲대상물을 선택하지 않고 범용성이 뛰어난 파지를 실현한다는 것을 목표로 했다.

로즈 로봇 핸드는 부드러운 소재를 이용해 로봇 스킨을 만들었고 수지(樹脂)로 이뤄진 축 부분의 회전에 의해 동작하는 단순한 기구 구조를 채택했다. 소량의 소프트 재료와 수지 소재를 이용한 회전 부분을 3D 프린터로 제작해 저렴하게 제작할 수 있었다는 설명이다.

▲ 기름 속에 있는 물체를 잡는 로즈 로봇 핸드

로즈 로봇 핸드는 대면적(大面積) 접촉과 닫힌 구조에 의해 다양한 대상물의 파지를 가능하도록 했다. 기존의 로봇 핸드로는 잡기 어려웠던 기름에 담겨 있는 대상물의 파지도 가능하다는 설명이다.

이 소프트 로봇 핸드는 내구성도 갖췄다. 연구팀이 실험한 결과 40만번의 파지 동작에 성공했으며, 그 이후에는 스킨이 파손됐지만 파지력에는 큰 영향을 미치지 못한 것으로 나타났다. 또한 평균 400N의 하중을 견딜 수 있는 것으로 나타났다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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