[지금은 과학] 만능 로봇손 등장…문어 다리처럼 감싸서 흡착


기계연, 흡착형 만능 그리퍼 개발

[아이뉴스24 최상국 기자] 로봇 팔이 요리를 하고, 붓글씨를 쓴다. 백신 예방주사도 놓고, 망치질도 한다. 어떤 모양의 물체도 정확하게 잡고 움직인다.

한국기계연구원(원장 박상진)이 문어 다리를 닮은 흡착형 만능 로봇 그리퍼를 선보였다.

산업 현장에 널리 쓰이고 있는 진공 흡착 그리퍼 기술을 한 단계 끌어올려 단순한 흡착 그리퍼 하나만으로도 일상생활 속의 복잡한 작업을 가능하도록 만들었다.

흡착형 만능 그리퍼를 이용해 아침 식사 준비에 필요한 다양한 작업을 구현하고 있다. 가스렌지 손잡이 돌려 불 켜기, 시리얼 컵을 파지한 후 시리얼 디스펜서 돌려 시리얼 받기, 좁은 손잡이의 컵을 파지하여 옮긴 후 무거운 주전자 손잡이를 잡아서 뜨거운 물 붓기, 뒤집개로 호떡 굽기 등의 작업을 하나의 그리퍼로 구현할 수 있다. [사진=한국기계연구원]

무겁고 복잡한 형상의 벼루 뚜껑을 파지하여 열기, 손잡이 면적이 좁아 파지하기 힘든 먹물 통을 파지하여 먹물 붓기, 형상이 복잡한 붓을 잡아서 흔들리지 않고 글씨 쓰기, 그리고 커터칼을 안정적으로 잡아서 종이 절단까지 하나의 그리퍼로 구현했다. [사진=한국기계연구원]

기계연 로봇메카트로닉스연구실 송성혁 선임연구원 팀이 만든 흡착형 만능 그리퍼는 문어 다리를 모방해 만들었다. 문어가 물체를 잡기 위해 가장 먼저 다리로 물체를 휘감듯이, 그리퍼가 물체에 닿을 때 물체를 감싸 안도록 설계됐다.

연구팀은 이를 구현하기 위해 유연한 그리퍼 표면에 미세 와이어 구조를 나란히 배치해 물체가 미세 와이어를 누르기 시작하면 그리퍼 구조가 물체 방향으로 오므라들게 했다.

물체를 감싸 안은 다음에는 문어의 빨판처럼 그리퍼 표면의 유연한 구멍이 물체의 세부 형상에 따라 변화해 밀착한 후 강하게 흡착하도록 했다. 유연한 구멍은 벌집 형상의 부드러운 구조로 이뤄져 표면이 심하게 굴곡진 물체도 그에 맞춰 효과적으로 밀착할 수 있다.

또한 그리퍼의 외곽 구조는 실시간으로 단단하거나 말랑하게 바꿀 수 있는데 이는 문어가 다리를 단단하거나 말랑하게 바꾸는 것에서 착안했다.

문어 다리가 물체를 감싸안은 후 빨판이 물체의 세부적인 형상과 일치하도록 변형하는 것처럼(왼쪽), 개발된 그리퍼도 물체를 감싸안는 형상으로 변형된 후 벌집 구조 내의 육각형의 유연 구멍들이 문어 빨판처럼 세부 형상과 일치하도록 변형되어 흡착된다. [사진=한국기계연구원]

만능 흡착 그리퍼가 사람 손을 파지한 상태(왼쪽)와 그리퍼를 때어낸 직후 자국(오른쪽). 손의 복잡한 굴곡에도 불구하고 모든 면에 대해 안정적인 흡착을 구현하고, 따라서 문어 빨판에 붙었을 때처럼 흡입구 구멍 하나하나가 선명하게 나타나 있다. [사진=한국기계연구원]

송성혁 선임연구원은 “사물을 파지한 후 그리퍼의 외곽 구조가 딱딱하게 굳어지면서 물체의 위치가 고정되기 때문에 파지한 사물로 다양한 일상 작업이 가능하다”고 설명했다.

연구팀은 이 흡착형 만능 그리퍼를 이용해 일상생활이나 다양한 비대면 서비스 상황을 자연스럽게 수행하는 장면을 보여줬다. 주전자에 물을 붓고 가스렌지에 올려 끓이거나, 호떡을 뒤집으면서 굽고, 붓글씨를 쓰는 동작, 주사기를 다루는 동작도 성공했다.

박찬훈 로봇메카트로닉스연구실장은 “개발된 흡착형 만능 그리퍼는 모터나 복잡한 기구 메커니즘 없이 단순한 흡착만으로 복잡한 작업까지 수행할 수 있는 세계 최초 기술”이라며 “향후 다양한 상황에서 다양한 사물을 효과적으로 다루어야 하는 비대면 서비스 로봇 개발에 큰 역할을 할 것으로 기대한다”고 말했다.

한국기계연구원 첨단생산장비연구부 로봇메카트로닉스연구실 송성혁 선임연구원 연구팀은 문어 다리의 빨판 원리를 이용한 흡착형 그리퍼를 개발했다. (왼쪽부터 이재영 학생연구원, 박정애 선임연구원, 박찬훈 로봇메카트로닉스연구실장, 송성혁 선임연구원, 박종우 선임연구원, 한병길 선임연구원, 서용신 학생연구원) [사진=한국기계연구원]

>>시연 동영상 보기 https://youtu.be/2Fj5b5xzZ9A

/최상국 기자(skchoi@inews24.com)







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