로봇 손 작업 성능 높여줄 `인공피부` 개발

박형순·김택수 KAIST 연구팀
손바닥 피부 기계적 특성 본떠
촉감·온도 등 감각 측정 가능
작업 안정성·조작성 30% 향상

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로봇 손 작업 성능 높여줄 `인공피부` 개발
인체모사 3중층 인공피부를 부착한 로봇 손의 모습. 손바닥과 네 손가락만을 이용해 휴대전화를 잡을 수 있다.

연구재단 제공

로봇 손 작업 성능 높여줄 `인공피부` 개발
김택수 KAIST 교수(왼쪽)를 포함한 KAIST 연구팀이 로봇 손의 작업 안정성과 조작성을 높일 수 있는 인공피부를 개발했다.

연구재단 제공


로봇 손의 작업 성능을 높여줄 인공피부가 개발됐다. 의수나 산업용 로봇 손 등에 부착해 작업 안정성과 물체 조작 능력을 높이는 데 활용될 전망이다.

한국연구재단은 박형순·김택수 KAIST 교수 연구팀이 사람 손바닥 피부의 기계적 특성을 본떠 기존 로봇 손의 작업 기능성을 향상시키는 기술을 개발했다고 31일 밝혔다.

기존 로봇 손의 피부는 주로 미용상 기능을 수행하는 데 그쳐 작업 능력에 기여하지 못해 최근 들어 사람 손 피부처럼 촉감이나 온도 등 감각을 측정할 수 있는 기능성 피부 개발이 활발하다.

하지만, 대부분 피부 감각 기능 구현에 초점이 맞춰져 사람 피부 구조의 물리적 특성을 고려한 작업 기능 구현에 한계가 있었다.

연구팀은 손바닥 피부를 겉 피부층, 피하 지방층, 근육층으로 이뤄진 사람의 피부 구조를 본떠 단단한 실리콘 위에 수많은 기공을 가진 다공성 라텍스와 얇은 실리콘 층을 차례로 쌓아 올려 3중 구조의 인공피부를 만들었다.

이 인공피부는 기공 덕분에 물체의 형상에 맞게 유연하게 변형되면서 기공 사이에 질긴 라텍스 격벽 덕분에 비틀림이나 당김에도 물체를 견고하게 잡을 수 있다. 로봇 손에 잡힌 물체를 부드러운 침대와 같이 잡아줘 물체 조작 시 안정성과 조작성을 높일 수 있게 된 것이다.

실제 인공피부를 부착한 로봇 손은 기존 실리콘 소재의 단일층 인공피부를 적용한 로봇 손에 비해 물체를 고정할 수 있는 작업 안정성과 물체를 움직일 수 있는 조작성이 30% 가량 향상됐다고 연구팀은 설명했다.

박형순 KAIST 교수는 "다양한 로봇 및 로봇 매니퓰레이터 피부 구조를 대체해 로봇 시스템의 작업 성능을 높이고, 물체뿐 아니라, 사람 간 상호작용을 개선하는 데 기여할 것"이라며 "앞으로 나사처럼 작은 물체나 계란처럼 쉽게 깨질 수 있는 매끄러운 물체 등을 안정적으로 잡을 수 있는 최적의 피부구조를 설계하는 연구를 수행할 계획"이라고 말했다.

이 연구성과는 신소재 분야 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(5월 8일자)'에 실렸으며, 과기정통부와 연구재단의 지원을 받아 연구가 수행됐다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr

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