온화한

앤드류 코셀리

노스 캐롤라이나 주립대학교 연구원들은 물 한 방울을 집어들 수 있을 만큼 부드럽고, 14.1파운드의 무게를 집어들 수 있을 만큼 강하고, 천을 접을 수 있을 만큼 민첩하며, 마이크로필름을 집어들 수 있을 만큼 정밀한 로봇 그리핑 장치를 개발했습니다. 사람의 머리카락보다 20배 가늘다.

연구진은 가능한 제조 응용 분야 외에도 팔뚝의 근육에서 생성된 전기 신호로 그리퍼를 제어할 수 있는 기술을 장치에 통합하여 로봇 보철물과 함께 사용할 수 있는 가능성을 보여주었습니다.

교신저자인 Jie Yin은 “강도, 정밀도, 부드러움 사이의 균형으로 인해 매우 부드럽고 매우 얇고 무거운 물체를 다룰 수 있는 단일 소프트 그리퍼를 개발하는 것은 어렵습니다.”라고 말했습니다. "우리의 디자인은 이러한 특성의 탁월한 균형을 달성합니다."

새로운 그리퍼의 디자인은 종이접기와 비슷하지만 2차원 재료 시트를 자르고 접어 3차원 모양을 만드는 키리가미 기술을 활용한 이전 세대의 유연한 로봇 그리퍼를 기반으로 합니다.

공동 저자인 Yaoye Hong은 "우리의 새로운 그리퍼도 키리가미를 사용하지만 이전 디자인에서 많은 것을 배웠기 때문에 실질적으로 다릅니다."라고 말했습니다. "우리는 기본 구조 자체는 물론 그리퍼의 궤적, 즉 그리퍼가 물체를 잡을 때 물체에 접근하는 경로를 개선할 수 있었습니다."

Yin은 "로봇 그리퍼의 강도는 일반적으로 탑재량 대 중량 비율로 측정됩니다."라고 말했습니다. “저희 그리퍼의 무게는 0.4g이며 최대 [14.1파운드]까지 들어 올릴 수 있습니다. 이는 탑재량 대 중량 비율이 약 16,000입니다. 이는 종전의 탑재중량비 기록(6,400)보다 2.5배 높은 수치이다. 부드러움과 정확성이라는 특성이 결합된 그리퍼의 강도는 다양한 응용 분야를 제안합니다."

연구원들은 또한 그립 장치를 근전위 의수와 통합했습니다. 공동저자인 헬렌 황(Helen Huang)은 “이 그리퍼는 특정 유형의 지퍼를 잠그거나 동전 집기 등과 같이 기존 보철 장치를 사용하여 수행하기 어려운 작업에 향상된 기능을 제공했습니다.”라고 말했습니다.

“새로운 그리퍼는 기존 의수 기능을 모두 대체할 수는 없지만 다른 기능을 보완하는 데 사용할 수 있습니다.”라고 Huang은 덧붙였습니다. “그리고 kirigami 그리퍼의 장점 중 하나는 로봇 보철물에 사용되는 기존 모터를 교체하거나 강화할 필요가 없다는 것입니다. 그리퍼를 활용하면 기존 모터를 그대로 활용할 수 있습니다.”

개념 증명 테스트에서는 키리가미 그리퍼를 근전위 보철물과 함께 사용하여 책 페이지를 넘기고 포도나무에서 포도를 따낼 수 있음을 보여주었습니다.

Yin은 “우리는 그리퍼 디자인이 로봇 보철 및 식품 가공부터 제약 및 전자 제조에 이르기까지 다양한 분야에 잠재적으로 응용될 수 있다고 생각합니다.”라고 말했습니다. "우리는 업계 파트너와 협력하여 기술을 활용할 수 있는 방법을 찾기를 기대하고 있습니다."

Yin은 길이와 명확성을 위해 편집된 독점 Tech Briefs 인터뷰를 위해 자리에 앉았습니다. 아래를 읽어보세요.

기술 개요: 작업을 하게 된 계기는 무엇이었나요?

음 : 작년에 우리는 키리가미에 관한 논문을 발표했습니다. 그 작업에서 우리는 이 그리퍼를 집는 도구로 사용할 수 있음을 시연했으며, 약 500그램을 들어올릴 수도 있음을 시연했습니다. 이는 수동으로만 사용하거나 손을 사용하여 스트레칭하고 모든 시연을 수행하는 경우에만 사용할 수 있습니다. 이제 우리는 좀 더 실용적인 작업을 생각하고 실용적인 응용 프로그램을 확장하고 싶습니다. 예를 들어 로봇 팔과 보철물, 즉 의수를 통합하는 방법이 있습니다.

첫 번째 질문은 어떻게 통합할 수 있느냐는 것이고 두 번째는 실제로 더 근본적인 질문으로 디자인을 어떻게 개선할 수 있느냐는 것입니다. 그래서 우리는 오이 덩굴손에서 영감을 받아 새로운 디자인을 고안했습니다. 오이가 구부러지고 끝이 말려 있기 때문입니다. 우리는 리본을 디자인하기 위해 X 모양을 사용합니다.