로봇손에 3중 피부 입히니 작은 나사도 잘 잡네

사람과 유사한 3중 인공피부 만들어
물건 잡을때 부드럽게 밀착해 고정
KAIST 박형순, 김택수 교수 연구팀 개발

한국과학기술원(KAIST) 박형순, 김택수 교수 연구팀이 개발한 3중층 인공피부를 부착한 로봇 손은 4개의 손가락과 손바닥만으로도 스마트폰을 잡을 수 있다. 박형순 교수 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 인공피부를 3중으로 만들었다. 이 인공피부를 로봇손에 입히면 물체를 잡았을때 부드럽게 밀착되면서 잘 고정됐다.

연구진은 나사 등 작은 물체를 집거나 계란 등 부드러우면서도 놓치기 쉬운 물체를 잡는 로봇 등에 적용됐을 때 높은 효과를 보여줄 수 있을 것으로 기대하고 있다.

한국연구재단은 한국과학기술원(KAIST) 박형순, 김택수 교수 연구팀이 로봇 손의 조작성능을 높여줄 인공피부를 개발했다고 31일 밝혔다. 연구진은 의수나 산업용 집게, 산업용 로봇손 등에 부착하는 것만으로도 물체 조작 능력이나 작업능력을 향상시킬 수 있다고 설명했다.

연구진은 실험을 통해 로봇 손의 잡기 기능성을 평가했다. 스마트폰을 인공피부가 부착된 로봇 손을 이용해 잡은 후 스마트폰에 비틀림 힘을 가해 최대로 버틸 수 있는 힘을 측정했다. 그 결과 연구진이 개발한 3중층 인공피부를 부착한 로봇 손은 기존 피부 구조보다 47% 가량 큰 힘까지 안정적으로 휴대폰을 잡을 수 있었다.

또 3중층 인공피부 부착 로봇 손은 다른 로봇 손과 달리 네개의 손가락과 손바닥만으로도 스마트폰을 잡을 수 있었다. 즉, 3중층 인공피부를 부착한 로봇 손은 물체를 고정할 수 있는 작업 안정성과 물체를 움직일 수 있는 조작성이 30% 향상된 것으로 나타났다.

로봇 손의 조작성능을 높여줄 인공피부 개발에 참여한 연구진. 왼쪽부터 김택수 교수, 김철규 박사, 허시환 박사과정, 박형순 교수. 박형순 교수 제공

기존 인공피부를 개발하는 연구자들은 다양한 감각기능을 집어넣는 것을 고민했다. 연구진은 물체가 가지고 있는 임의의 모양대로 밀착되도록 변형되면서 물체를 안정적으로 고정하는 부분에 초점을 맞췄다.

연구진은 손바닥 피부가 겉 피부층, 피하지방층, 근육층으로 각 특성을 분석해 핵심요소를 알아냈다. 부드러운 지방조직과 질긴 섬유질 조직이 복합돼 눌림에도 유연하면서 비틀림이나 당김에 의한 변형은 강인하게 버틸 수 있다는 것이다. 이를 토대로 손바닥처럼 말랑한 다공성 라텍스와 실리콘을 이용해 손바닥 피부와 비슷한 특성을 지니는 3중층 인공피부를 제작했다.

박형순 교수는 "향후 동일한 피부구조체에 다양한 촉각센서를 추가하고 신경계와 연결해 사람과 같이 능수능란하게 작업할 수 있는 로봇 조작기술로 발전시킬 계획"이라고 말했다.

이번 연구는 신소재 분야 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'속표지 논문으로 지난 8일 미리 공개됐다.

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monarch@fnnews.com 김만기 기자

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