보다 민첩하고 제어 가능한 새로운 소프트 로봇

[아름이]

보다 민첩하고 제어 가능한 새로운 소프트 로봇
날짜:
2023년 1월 23일
원천:
코넬 대학교
요약:
구속되지 않은 소프트 로봇의 장점 중 하나는 주변 환경과 작업에 기계적으로 적응하는 능력입니다. 이제 그들은 훨씬 더 민첩하고 통제될 준비가 되어 있습니다.

구속되지 않은 소프트 로봇의 장점 중 하나는 주변 환경과 작업에 기계적으로 적응하는 능력입니다. 이제 그들은 훨씬 더 민첩하고 통제될 준비가 되어 있습니다.

Cornell University의 전기 및 컴퓨터 공학 조교수인 Kirstin Petersen이 이끄는 연구팀은 소프트 로봇이 보다 복잡한 동작을 수행할 수 있도록 하는 새롭고 놀랍도록 단순한 유체 구동 액추에이터 시스템을 설계했습니다. 연구원들은 이전에 유체 구동 소프트 로봇의 움직임을 방해했던 바로 그 점성(viscosity)을 이용하여 이를 달성했습니다.

이 팀의 논문 "Harnessing Nonuniform Pressure Distributions in Soft Robotic Actuators"는 Advanced Intelligent Systems 에 게재되었습니다 .

Petersen의 Collective Embodied Intelligence Lab은 로봇의 기계적 반사 작용을 통해 로봇의 인지 기능과 행동을 "두뇌"에서 신체로 오프로드하는 방법을 모색해 왔습니다. 명시적 계산의 필요성을 줄임으로써 로봇은 더 단순해지고 견고해지며 제조 비용이 낮아질 수 있습니다.

Petersen은 "소프트 로봇은 구조가 매우 단순하지만 딱딱한 사촌보다 훨씬 더 유연한 기능을 가질 수 있습니다. 그들은 궁극적으로 구현된 지능형 로봇입니다."라고 Petersen은 말했습니다. "요즘 대부분의 소프트 로봇은 유체로 구동됩니다. 과거에 대부분의 사람들은 엘라스토머와 같은 로봇 재료에 기능을 내장하여 비용 대비 추가 효과를 얻을 수 있는 방법을 살펴보았습니다. 대신 우리는 우리가 할 수 있는 일을 스스로에게 물었습니다. 유체가 해당 물질과 상호 작용하는 방식을 활용하여 적은 비용으로 더 많이."

Petersen의 팀은 일련의 엘라스토머 벨로우즈를 가느다란 튜브와 연결했습니다. 이 구성은 길항 동작(당기는 동작과 밀어내는 동작)을 허용합니다. 작은 튜브는 점성을 유발하여 압력이 불균일하게 분포되어 액추에이터를 다른 뒤틀림과 동작 패턴으로 구부립니다. 그것은 일반적으로 문제가 되지만 팀은 이를 활용할 수 있는 영리한 방법을 찾았습니다.

연구원들은 액추에이터의 가능한 동작을 예측할 수 있는 완전한 설명 모델을 개발했습니다. 모두 단일 유체 입력으로 가능합니다. 그 결과 훨씬 더 복잡한 동작을 달성할 수 있는 액추에이터가 생성되지만 이전 방법에서 요구했던 다중 입력 및 복잡한 피드백 제어가 필요하지 않습니다.

이 기술을 시연하기 위해 팀은 상단에 2개의 주사기 펌프가 있고 초당 0.05 신체 길이로 걷고 웅크리는 6개의 다리가 있는 소프트 로봇을 만들었습니다. 그러나 그것들은 가능한 순열의 시작에 불과합니다.

Petersen은 "우리는 미래의 애플리케이션을 위해 이러한 액추에이터를 설계할 수 있는 방법의 전체 보완을 자세히 설명했습니다."라고 말했습니다. "예를 들어, 액추에이터가 다리로 사용될 때 우리는 한 세트의 튜브를 건너는 것만으로 매우 넓은 자세를 가진 타조와 같은 걸음걸이에서 코끼리와 같은 속보로 이동할 수 있음을 보여줍니다."

새로운 유체 구동 액추에이터는 로봇 팔과 같은 다양한 유형의 장치에 사용할 수 있으며 Petersen은 3D 구성에서 벨로우즈를 배치하여 훨씬 더 유용한 동작 패턴을 생성하는 방법을 탐구하는 데 관심이 있습니다.

"이것은 기본적으로 소프트 로봇 공학의 완전히 새로운 하위 분야입니다."라고 그녀는 말했습니다. "그 공간을 탐험하는 것은 매우 흥미로울 것입니다."

출처 : https://www.sciencedaily.com/