기계연, 대상물 맞춤형 로봇 그리퍼 기술 개발
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기계연, 대상물 맞춤형 로봇 그리퍼 기술 개발
  • 입력 2020-10-15 18:14
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미니(Mini) 인터뷰

- 박찬훈 한국기계연구원 로봇메카트로닉스연구실장 -

 

◆ 집게ㆍ흡착형 그리퍼 기술의 개발 계기는 무엇인가요?

일반적으로 그리퍼는 한 두가지 대상체를 다룰 목적으로 개발합니다. 만약, 물체의 형태ㆍ공정이 변화할 경우 새로운 그리퍼를 제작ㆍ장착해야 합니다. 이 같은 이유로 한 대의 로봇을 다양한 분야에 적용하는 데 어려움이 있었습니다. 이에 앞선 한계를 돌파할 목표로 이번 연구를 진행했습니다.

 

◆ 기술 개발 과정에서 어려운 점은 무엇이었나요?

작업 대상물 형상에 따라 그리퍼 표면을 변형시키는 기술과 필요에 따라 강도 조절이 가능한 메커니즘 구현이 가장 어려웠습니다. 두 기술은 전통적인 기계 메커니즘 기술로 구현할 수 없기 때문입니다. 이에 기존 로봇 기술과 소프트 로봇 기술을 결합해 구현할 수 있었습니다.

 

◆ 향후 그리퍼 기술 상용화ㆍ이전 계획이 있나요?

현재 기술 완성도가 높은 상태로 기술 상용화에 매우 근접해 있습니다. 기술 이전을 할 경우 단시간에 상용 그리퍼 라인업 구성이 가능할 것으로 전망합니다. 지금까지 그리퍼 단품의 기술을 확보한 상황입니다. 요리ㆍ서빙 로봇과 같은 비대면 서비스 구현을 목표로 비전 기술과 소프트웨어(SW) 콘텐츠 등을 활용해 로봇 시스템 기술을 확장할 계획입니다.

한국기계연구원이 개발한 집게형 그리퍼(사진 제공=한국기계연)

국내 연구진이 다양한 형태와 강도의 물체를 잡을 수 있는 로봇 손을 개발했다. 드라이버, 전구, 커피포트 등 생활용품부터 두부, 딸기, 생닭 등 표면이 연한 식재료도 제품 손상없이 파지할 수 있다.

한국기계연구원(원장 박상진)은 다양한 형태의 물체를 파지할 수 있도록 흡입ㆍ흡착력을 높인 그리퍼 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.

그리퍼는 로봇에게 사람 손과 같은 역할을 하는 부분이다. 물체를 잡거나 놓는 등의 기능을 다룰 수 있도록 하는 장치다.

박찬훈 기계연 연구팀이 개발한 이번 기술은 집게형과 흡입형 두 종류다. 다양한 물체를 집을 수 있으며 접촉 표면이 비교적 부드러워 보다 안전한 로봇 서비스를 이용자에게 제공할 수 있다.

집게형 그리퍼의 경우 다양한 형상ㆍ크기ㆍ강도의 물체를 잡을 수 있도록 설계했다. 물체를 파지할 때 물체와 닿는 표면이 비교적 부드러워 대상체 손상을 최소화한다.

또 물체를 집는 순간 그리퍼 집게 표면 형상이 대상체 표면과 일치하도록 맞춤형 변화한다. 물체를 잡은 후 변화한 표면이 단단하게 변해 대상체를 견고하게 파지할 수 있다.

연구팀은 집게형 그리퍼가 대상체와 일치하는 모양으로 변형할 수 있고 필요에 따라 압축력을 제어할 수 있다며 손상이 쉬운 물체도 보다 안전하게 잡을 수 있다고 설명했다.

한국기계연구원이 개발한 흡입형 그리퍼
한국기계연구원이 개발한 흡입형 그리퍼(사진 제공=한국기계연)

흡입형 그리퍼는 좁은 공간에 놓인 다양한 물체를 들어올리는 데 활용할 수 있다. 코끼리가 코끝 모양을 물건 형상에 맞춰 변형시키 듯 흡입형 그리퍼 말단부 형상을 변화시킬 수 있어 표면 굴곡이 심한 대상물도 파지할 수 있다.

연구팀은 그리퍼 말단부에 벌집 형태 소프트 구조를 구현해 물체와 접촉할 시 굴곡 표면을 감싸 강한 흡입력을 유지할 수 있도록 했다. 이 기술은 전략 알고리즘이나 고성능 비전시스템에 의존할 필요가 없어 로봇 시스템을 비교적 저렴하게 확보할 수 있다.

연구팀은 이번에 개발한 집게ㆍ흡입형 그리퍼 기술이 요리, 서빙, 포장 등의 비대면 서비스 분야에서 로봇 적용 범위를 넓힐 수 있을 것으로 전망했다.

박찬훈 실장은 "이번 기술은 물체 형상에 맞춰 그리퍼 표면을 변형할 수 있기 때문에 대부분의 물체를 다룰 수 있다"며 "적용 분야별로 로봇 역할이 다양한만큼, 이번 그리퍼 기술이 비대면 서비스 분야를 발전시키는 데 큰 역할을 할 것"이라고 기대했다.

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