부드럽고 강하며 내내 무력함

로봇은 다양한 그리퍼 유형을 사용하여 주변 환경의 객체와 정확하고 다재다능하게 상호 작용합니다. 사용 가능한 다양한 유형 중에서 기계식 그리퍼가 가장 일반적이고 널리 사용됩니다. 턱이나 손가락을 사용하여 물체를 효과적으로 파악하여 간단한 선택 및 배치 작업이나 복잡한 조작 작업이 가능합니다. 반면, 진공 그리퍼는 흡입력을 이용해 유리나 전자 부품 등 부드럽고 평평한 표면의 물체를 안전하게 핸들링하는 동시에 물리적 접촉을 최소화하여 손상을 방지합니다. 마그네틱 그리퍼는 전자기력을 활용하여 강자성 물체를 단단히 고정하므로 까다롭거나 위험한 환경에서 특히 유용합니다.

그리고 거의 모든 사용 사례에 사용할 수 있는 맞춤형 솔루션이 포함되어 목록이 계속 이어집니다. 그러나 특히 소프트 로봇공학의 경우 그리퍼 선택이 다소 제한될 수 있습니다. 부드러우면서도 견고한 장치를 제조하는 것은 충분히 어려운 일입니다. 그러나 견고한 구성 요소를 도입하지 않고 작동 및 감지 시스템을 추가하는 것은 여전히 ​​어렵습니다. 그리퍼에 전자 장치를 전혀 사용하지 않는 애플리케이션이 필요한 경우 적합한 제품을 찾으시기 바랍니다.

그러나 이것이 바로 캘리포니아 대학교 샌디에이고 캠퍼스의 로봇공학자 팀과 BASF 회사가 최근에 달성한 성과입니다. 그들은 물체를 집어 들고, 잡고, 놓을 수 있는 부드러운 3D 프린팅 로봇 그리퍼를 개발했습니다. 중력 센서와 터치 센서도 탑재됐다. 그리고 이를 작동하는 데 전자 장치가 전혀 필요하지 않습니다.

이러한 기술 발전을 가능하게 하기 위해 특수 융합 필라멘트 제조 3D 프린팅 접근 방식이 개발되었습니다. 일반적으로 이 인쇄 방법의 한계로 인해 물체의 강성이 높아지고 누출되는 경향이 있어 많은 응용 분야에 사용되지 않습니다. 그러나 팀의 접근 방식에는 각 레이어를 생성하는 동안 연속적인 경로를 그리는 것이 포함되었습니다. 이를 통해 인쇄물에 결함이 발생하는 것을 방지했습니다. 또한 더 세밀하고 상세한 구조를 만들 수 있었는데, 이는 이러한 인쇄물이 일반 인쇄물보다 훨씬 더 부드러울 수 있음을 의미합니다.

결함 없는 인쇄 덕분에 작동을 유발하는 고압 공기 흐름을 제어하는 ​​채널과 공압 밸브의 통합이 가능해졌습니다. 그리퍼 조 내부의 물체에 의해 터치 센서가 활성화되면 압축 공기가 내부 채널로 들어가 물체를 단단히 잡습니다. 손을 올바른 방식으로 돌리면 중력 센서가 작동하여 공기압이 해제되고 턱이 열리게 됩니다.

제조 절차는 소프트 로봇을 위한 다른 유형의 구조물과 그리퍼를 생산하는 데에도 활용될 수 있습니다. 연구원들은 이러한 장치가 미래에 산업, 연구 및 탐사 작업에 활용될 것으로 예상합니다. 시스템의 부드러움은 예를 들어 식품 생산, 과일 및 채소 취급과 같이 섬세한 취급이 필요한 특수 응용 분야에도 사용될 수 있습니다. 그리고 제작 절차는 데스크톱 3D 프린팅 설정에서 수행될 수 있으므로 이 기술은 다양한 응용 분야에 널리 사용될 수 있습니다.