가까운 미래에 사람을 대체할 휴머노이드 로봇 연구가 활기를 띠면서 과학자들의 관심사중 하나는 사람의 손과 같이 물건을 자유자재로 다룰 수 있는 로봇그리퍼(Robot Gripper)에 쏠려있다.
그리퍼로 물건을 집었다 놓고나 특정 장소로 옮기는 것까지 무난하게 처리할 수 있지만, 아직은 마치 벙어리 장갑을 낀 듯 사람의 손과는 거리가 멀다. 한계가 분명하다.
그러나 로보틱스 기술이 진화를 거듭하며 '로봇그리퍼'도 다섯손가락을 지닌 사람의 손에 가까워지고 있다.
중국 로봇 스타트업 다이몬로보틱스가 만든 로봇손은 20개 운동 관절에 광학촉각센서를 장착, 사람 손 움직임에 가까운 손동작을 만들어냈다. 가령 컵에 생수를 따르면 무게 변화를 감지한 손가락 관절이 안쪽으로 미세하게 꺾이며 꽉 붙잡는다.
국내서도 다재다능한 로봇손 개발이 활기를 띠고 있다. 이런가운데 로봇손으로 손안에서 물체의 방향을 바꾸거나 특정 공구를 조작하는 기능을 갖춘 로봇그리퍼기 국내 연구진에 의해 개발돼 주목받고 있다.
아주대학교 김의겸 기계공학과 교수 연구팀은 기존 로봇 그리퍼의 제어성과 견고함을 유지하면서도 다양한 방식으로 물체를 쥐거나 조작할 수 있는 고성능 로봇손을 개발했다고 23일 밝혔다.
연구팀이 개발한 로봇손은 종전의 로봇그리퍼가 전구를 잡고 놓는 작업만 할 수 있었던 것과 달리 전구를 원하는 방향으로 돌려서 끼워 설치하는 작업까지 자유자재로 수행할 수 있는 게 특징이다.
볼트와 같은 작은 물체를 돌려 구멍(너트)에서 빼고 방향에 맞춰 다시 끼우거나 드라이버를 잡고 조작해 볼트를 조이는 작업도 수행할 수 있다.
연구팀은 다재다능한 로봇손을 개발하기 위해 종전의 기기 메커니즘과 구조 설계 등을 개선해 로봇 손의 구동 자유도와 파지력을 높였다.
또 로봇손 끝에 결합할 수 있는 끝단 센서를 개발, 물체가 어떻게 잡히고 조작되는 지 실시간으로 모니터링할 수 있도록 했다. 센서는 0.1㎜ 이하의 이미지까지 식별할 수 있어 높은 공간 해상도를 갖춘 보정 알고리즘이 적용됐다.
김의겸 교수는 "새롭게 개발한 로봇 손과 센서를 향후 휴머노이드 또는 산업용 로봇에 끝단 장치로 장착하면 기존의 로봇손으로 하지 못했던 정밀한 작업까지 수행하는 데 큰 도움이 될 것"이라고 설명했다.
김 교수는 이어 "인간의 손 모양을 본떠 만든 인간형 로봇손은 특수한 제어방법론이 필요해 아직 산업 현장에서 직접 활용하기가 어려운 상황"이라며 "이번에 개발한 다자유도 그리퍼는 작업 범위가 매우 넓고 명확한 기능성을 가지고 있어 로봇 신산업 개척에 중요한 의미를 가진다"라고 전했다.
과학계에선 생성형 AI(인공지능) 기술이 로봇과 결합하면서 이족보행 휴머노이드(인간형 로봇)의 등장이 멀지 않았다는 점에서, 휴머노이드의 필수요건으로 '손재주'가 꼽히고 있다.
한편 아주대 연구팀의 이번 연구결과는 학술지 'IEEE-ASME 트랜색션스 온 메카트로닉스'(IEEE-ASME Transactions on Mechatronics) 이달 호에 게재됐다.
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