美 플로리다 애틀란틱대(FAU), 동시에 여러 작업 수행하는 로봇 핸드 기술 개발

▲ FAU 연구진이 연구에 활용한 새도우 로보틱스의 로봇핸드(사진=FAU)

로봇핸드(의수)를 이용해 여러 작업을 동시에 수행할 수 있는 기술이 개발됐다. 예를 들어 로봇핸드로 작은 공을 잡고 있으면서 동시에 전등 스위치를 켜는 작업이 가능하다. 로봇핸드의 손가락을 개별적으로 제어할 수 있는 기술을 확보해야만 이 같은 동작을 구현할 수 있다. 

美 플로리다 애틀란틱대(Florida Atlantic University·FAU) 연구진이 로봇핸드를 활용해 동시에 복수의 작업을 수행할 수 있는 웨어러블 암밴드(armband)를 개발했다고 테크엑스플로어가 최근 보도했다.

연구진에 따르면 로봇의수 착용자들은 컴퓨터에 글자를 타이핑하거나, TV 리모콘의 버튼을 누르거나 아이의 머리를 땋아주는 일을 하는 게 매우 힘들다. 손가락으로 병 마개를 열면서 다른 손가락으로 벽면에 있는 전등 스위치를 조작하는 것도 힘들다.

FAU 연구팀은 로봇 핸드의 손가락들을 개별적으로 제어해 복수의 작업을 수행할 수 있는 웨어러블 암밴드를 개발했다. 로봇핸드 사용자에게 인공적 촉감을 전달하기 위해 다중 채널 웨어러블 소프트 로봇 암밴드를 설계했다. 연구 성과는 ‘사이언티픽 리포츠’에 게재됐다.

▲ 피실험자가 암밴드를 착용하고 로봇핸드를 이용해 2개의 물체를 집어 운반하는 동작을 실행하고 있다.

▲ 소형 지구본을 잡고 전등을 켜는 동작(사진=FAU)

연구팀은 로봇핸드(의수)를 이용해 동시에 움켜쥔 두개의 다른 물체에 가해지는 악력을 정확하게 제어할 수 있는 기술에 관해 연구했다. 이번 연구에는 섀도우 로보틱스의 로봇핸드가 활용됐다.

연구팀은 실험 설계를 위해 시각적 및 촉각적 피드백을 체계적으로 차단함으로써 복잡한 다중 작업 모델에서 시각적 피드백이 수행하는 역할에 관해 탐색했다. 로봇 손가락을 이용해 동시에 2개의 물체를 운반하는 실험을 진행, 한번에 1개의 물체를 운반하는 것과 비교해 시간 절약 효과가 있는지도 연구했다.

웨어러블 암밴드에는 물체 접촉력을 전달하기 위해 소프트 액추에이터가 탑재되어 있으며, 움켜쥔 물체가 부러졌는지를 확인할 수 있는 진동촉각 자극기(vibrotactile stimulators)가 포함되어 있다. 암밴드는 엄지, 검지, 새끼손가락의 촉각을 피드백 받을 수 있는 기능이 탑재됐다. 암밴드는 3개의 공기실을 갖고 있으며, 각각의 공기실은 섀도우 로봇 핸드의 손가락 끝에 장착된 3개의 '바이오택(BioTacs)' 중 하나에 상응하도록 설계됐다.

연구 결과 피실험자들은 시야에 2개의 물체가 보이지 않더라도 로봇핸드를 이용해 능숙하게 2개의 물체를 확실하게 잡고 옮길 수 있었다. 또한 피실험자들은 엄지와 새끼 손가락으로 물병 뚜껑을 열면서, 동시에 검지와 중지 사이에 끼어있는 카드를 제어할 수 있었다. 3개의 손가락으로 공을 잡으면서 새끼손가락으로는 전등 스위치를 켜는 것도 가능했다.

연구팀은 한번에 1개의 물체를 옮기는 것에 비해 동시에 2개의 물체를 운반하는 것이 시간 절약 효과가 있는 것으로 평가했다. 또한 피실험자가 시각적 피드백보다 햅틱 피드백을 질적으로 더 중요한 것으로 인식했다고 밝혔다.

 

장길수 ksjang@irobotnews.com

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