민감한 사항 처리

소프트 로봇 공학의 출현은 로봇 공학 분야의 주요 발전을 의미하며, 특히 기존의 견고한 로봇에 의해 손상되기 쉬운 섬세한 물체를 취급하고 조작할 때 더욱 그렇습니다. 소프트 로봇은 유연한 재료와 유연한 구조로 제작되어 보다 부드럽고 적응 가능한 방식으로 물체와 상호 작용할 수 있습니다. 이 기능은 물체의 무결성이 매우 중요한 식품 취급, 의료 응용 및 섬세한 조립 공정과 같은 산업에서 특히 유리합니다.

그러나 섬세한 물체 조작을 위해 소프트 로봇 공학을 활용하는 데는 절충점이 있습니다. 소프트 로봇의 온유함은 강점이기도 하지만, 힘과 정밀도 측면에서 한계이기도 합니다. 기존의 견고한 로봇은 일반적으로 더 많은 힘을 가하고 움직임의 정밀도를 높일 수 있습니다. 소프트 로봇의 강도와 정밀도 부족으로 인해 무거운 물건을 들어 올리거나 공차가 엄격한 산업 조립과 같이 상당한 힘이 필요한 작업에 적용이 제한될 수 있습니다.

이러한 절충안을 해결하기 위해 연구원과 엔지니어는 지속적으로 혁신적인 솔루션을 탐색하고 있습니다. 일부 접근 방식에는 소프트 로봇공학과 견고한 로봇공학의 장점을 결합한 하이브리드 시스템이 포함되어 있으며, 특정 작업에 해당 기능을 적용할 수 있는 가변 강성을 갖춘 로봇을 만듭니다. 또한, 섬세한 핸들링 특성을 유지하면서 소프트 로봇의 강도와 정밀도를 향상시키기 위해 제어 알고리즘 및 재료의 발전이 추구되고 있습니다.

그러나 기존 시스템은 정밀하게 작동하고 무거운 물체를 다룰 수 있는 소프트 로봇 그리퍼를 만드는 문제를 아직 완전히 해결하지 못했습니다. 그러나 최근 노스캐롤라이나 주립대학교 팀이 보고한 유망한 연구는 공을 크게 발전시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 그들은 물 한 방울도 집어들 수 있을 만큼 부드러우면서도 무게가 14파운드가 넘는 물건도 집어 올릴 수 있는 로봇 집게 장치를 개발했습니다. 그리고 정밀도 측면에서 그리퍼는 일반 사람 머리카락보다 40배 더 얇은 극세사를 쉽게 잡을 수 있습니다.

연구진의 그리퍼에 대한 아이디어는 종이를 접고 자르는 방식으로 3차원 모양을 만드는 일본의 종이 접기 기술인 종이접기와 관련된 키리가미에서 나왔습니다. 그리퍼는 강도를 최대화하는 디자인으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트에서 레이저 절단되었습니다. 이 디자인은 유사한 기술을 사용하여 이 팀이 수행한 일련의 이전 실험의 결과입니다. 물체를 붙잡을 수 있는 그리퍼의 작동은 덩굴손 식물의 자연스러운 곡선에서 영감을 받았습니다.

그리퍼의 강인함과 부드러움은 작동 중 전체 장치에 힘을 분산시키는 독특한 디자인에서 비롯됩니다. 이는 그리퍼에 이전 기록보다 약 16,000 - 2.5배 더 큰 기록적인 탑재량 대 중량 비율을 제공합니다. 그리퍼의 구조가 정밀하고 무자비하다는 점을 고려하면 이전에는 불가능했던 많은 새로운 사용 사례를 가능하게 할 수 있습니다.

특히 흥미로운 시연에서는 그리퍼가 근전위 보철물과 통합되었습니다. 이 초기 작업은 하루 만에 인간 손의 섬세함과 힘을 대체할 이 장치의 가능성을 보여줍니다. 팀은 또한 식품이나 생의학 재료를 취급하거나 현재 지퍼를 잠그거나 동전을 집는 것과 같은 작업을 수행하기 어려운 작업에 그리퍼를 적용할 수 있는 가능성을 확인했습니다.

그리퍼는 규모와 재료에 독립적이므로 매우 큰 작업을 처리하기 위해 장치를 쉽게 확장하거나 작은 작업을 처리하기 위해 축소할 수 있습니다. 연구원들은 현재 내구성과 강도를 최적화하기 위해 대체 재료 유형을 조사하고 있습니다.