UC 샌디에이고 연구팀, 줄자처럼 접었다 펴는 로봇 그리퍼 개발

 

 

 

▲줄자 모양의 그리퍼가 과일을 따고 있다(사진=UC 샌디에이고)

 

UC 샌디에이고 연구팀이 ‘줄자’처럼 접었다 펼 수 있는 로봇 그리퍼 ‘그립-테이프(GRIP-tape)’를 개발했다고 지난 9일 밝혔다.

 

연구팀은 줄자가 구부러기 전에 얼마나 멀리 늘어나는지를 겨루는 아이들의 게임에서 영감을 받아 줄자처럼 접었다 펼 수 있는 로봇 그리퍼를 개발했다. 이번 연구 성과는 전문 학술지인 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표됐다.(논문 제목:Grasping and rolling in-plane manipulation using deployable tape spring appendages)

UC 샌디에이고 기계항공공학과 닉 그라비쉬(Nick Gravish) 교수는 "우리는 전통적이지 않고 직관적이지 않은 로봇 메커니즘을 찾는 것을 좋아한다. 줄자는 부드러움과 단단함이 함께 결합된 멋진 구조를 갖고 있다"고 말했다. 여러 차례의 시행착오 끝에 연구팀은 두 개의 테이프를 접착제로 묶는 것이 그리퍼에 가장 적합한 구성이라는 결론을 내렸다.

 

‘그립-테이프’의 '그립(GRIP)'은 ‘Grasping and Rolling In-Plane’의 약자다. 이 로봇 그리퍼는 부서지기 쉬운 과일이나 채소를 잡을수 있을 만큼 가벼워 농업 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 제작 비용이 저렴하고, 사람 주변에서도 안전하다.

 

 

 

▲그리퍼의 작동 원리

 

이 로봇 그리퍼는 얇고 가벼우면서도 충분한 강도를 지녀, 딸기나 토마토 같은 연약한 농산물도 안전하게 잡을 수 있다. 기존 그리퍼는 확장 기능을 위해 복잡한 메커니즘과 부피를 필요로 했지만, 그립 테이프(GRIP-tape)는 두 개의 줄자처럼 생긴 스풀(감개)을 서로 묶어 만든 구조로, 두 손가락처럼 작동한다.

 

줄자는 평소에는 말려 있지만, 필요 시에는 뻗어 먼 곳의 물체도 쉽게 잡을 수 있다. 탄성과 복원력이 뛰어나 원하는 방향으로 구부릴 수 있고, 다시 원래 형태로 돌아오며, 접촉 시 물체를 손상시키지 않을 정도로 얇아 안전성도 확보했다. 테이프가 견고하면서도 유연하고, 접었을 때는 작은 용기에 보관할 수 있다.

 

 

 

▲연구팀이 그리퍼를 이용해 다양한 물체를 조작하는 테스트를 수행하고 있다.

 

또한 그립 테이프는 물체를 회전시키거나 컨베이어 벨트 역할을 할수 있다. 고무공, 토마토, 토마토 넝쿨, 레몬 등 다양한 모양과 강도를 가진 다양한 물체를 잡을 수 있다. 테이프 자체가 컨베이어 벨트 역할을 할 수 있기 때문에 잡은 물체를 용기에 쉽게 넣을 수 있다.

 

실험 결과, 이 그리퍼는 신선한 레몬과 같은 큰 과일도 쉽게 들어올릴 수 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 이 그리퍼가 자율적으로 작동할 수 있도록 고급 센서와 AI 기반 데이터 분석 기능을 추가해 기존 그리퍼의 성능을 개선할 계획이다.

 

장길수 ksjang@irobotnews.com

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