국내 연구진이 로봇 손에 활용 가능한 인공 피부를 개발했다. 의수나 산업용 로봇 손 등에 부착해 물체 조작 및 작업 능력을 향상시킬 수 있을 것으로 보인다.
한국연구재단(NRFㆍ이사장 노정혜)은 김택수ㆍ박형순 한국과학기술원(KAISTㆍ총장 신성철) 교수 연구팀이 사람 손바닥 피부를 기계로 모사, 로봇 손 조작 성능을 높여줄 인공 피부를 개발했다고 31일 밝혔다.
기존 기능성 인공 피부는 주로 감각 기능 재현에 초점을 뒀다. 하지만 이번에 개발한 인공 피부는 구조 그 자체로 조작 기능 향상에 기여하기 때문에 복잡한 제어 알고리즘이나 추가적 동작 없이 로봇 손에 부착하는 것만으로 조작 성능을 향상시킨다.
연구팀은 손바닥 피부를 감각 수용 기관으로만 한정하지 않았다. 손바닥 피부가 임의 모양을 가진 물체에 밀착할 수 있도록 스스로 변형하면서 물체를 안정적으로 고정한다는 점에 주목, 손의 조작 기능에 영향을 미치는 중요한 변수로 봤다.
이에 연구팀은 손바닥 피부를 겉 피부층과 피하지방층, 근육층으로 구조화해 각 특성을 분석했고, 피하 지방층의 비대칭적 물리 특성이 손의 조작 기능을 높여주는 핵심 요소란 것을 알아냈다. 부드러운 지방조직과 질긴 섬유질 조직이 합쳐져 유연하면서 비틀림이나 당김 등 변형에 버틸 수 있다는 것이다.
연구팀은 말랑한 다공성 라텍스 및 실리콘을 이용해 손바닥 피부와 동일한 비선형적·비대칭적 물리 특성을 지니는 3중층 인공 피부를 제작했다.
이 피부는 기공이 누르는 힘에 눌려 물체 형상에 맞게 변형할 수 있도록 하는 한편, 기공 사이 질긴 라텍스 격벽이 비틀림이나 당김에 버틸 수 있게 해 대상 물체를 견고하게 잡을 수 있도록 했다.
연구팀은 이번에 개발한 인공 피부를 부착한 로봇 손을 실험한 결과, 기존 실리콘 소재 단일층 인공 피부를 부착한 로봇 손보다 물체를 고정ㆍ조작하는 안정성 및 조작성이 약 30% 향상했다는 것을 확인했다.
연구팀은 향후 물체 크기나 단단함, 표면 특성 등을 고려해 인공 피부 질감과 두께, 형상을 조절, 용도에 맞게 피부 구조를 최적화하는 연구를 지속할 계획이다.
무단전재 및 재배포 금지
기사제보 및 보도자료 news@aitimes.com