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Jul 17, 2023

식물

BRAIR(Brain-Inspired Robotics) 연구소와 싱가포르 국립대학교의 연구원들은 식물에서 영감을 받아 로봇 팔이 작업을 수행할 수 있는 컨트롤러를 개발했습니다.

BRAIR(Brain-Inspired Robotics) 연구소와 싱가포르 국립대학교의 연구원들은 구조화되지 않은 실제 환경에서 작업을 수행할 수 있는 식물에서 영감을 받은 로봇 팔용 컨트롤러를 개발했습니다. 문어의 촉수나 식물과 같은 뼈 없는 유기체에서 영감을 받은 소프트 로봇 팔은 부드러운 탄성 변형을 겪을 수 있는 유연하고 가벼운 소재로 만들어져 유연하고 민첩한 동작이 가능합니다. 그러나 기존의 소프트 로봇 팔용 컨트롤러는 실험실 환경에 국한되어 자연스럽고 역동적인 환경에서는 제대로 작동하지 않습니다.

이러한 한계를 극복하기 위해 연구진은 식물의 움직임과 행동에서 영감을 얻은 새로운 유형의 컨트롤러를 제안했습니다. 대중적인 믿음과는 달리 식물은 성장 기반 전략을 사용하여 한 지점에서 다른 지점으로 적극적으로 이동합니다. 연구원들이 개발한 제어 전략은 식물 이동을 담당하는 분산 컴퓨팅 메커니즘을 복제합니다.

생체모방 컨트롤러는 상향식 구조로 결합된 분산형 컴퓨팅 에이전트를 활용합니다. 팔의 기계적 기능을 활용하여 소프트 로봇 팔의 전반적인 도달 동작을 단순화합니다. 암은 소프트 모듈의 중복 배열로 구성되며, 각 모듈은 방사형으로 배열된 3개의 액추에이터에 의해 활성화됩니다. 이 구성을 통해 팔은 6가지 주요 굽힘 방향을 생성할 수 있습니다.

컨트롤러의 컴퓨팅 에이전트는 액추에이터 구성을 활용하여 순환 및 굴광성이라는 두 가지 유형의 식물 움직임을 재현합니다. 순환은 식물에서 흔히 관찰되는 진동인 반면 굴광성은 빛을 향한 방향성 움직임을 포함합니다. 이러한 움직임 패턴을 구현함으로써 로봇 팔은 구조화되지 않은 환경에서 효과적으로 탐색하고 작업을 완료할 수 있습니다.

식물에서 영감을 받은 컨트롤러는 소프트 로봇 암의 기본적인 기계적 특성을 활용하여 설계의 단순성과 효율성을 제공합니다. 이는 소프트 로봇 팔이 강성 로봇이 접근할 수 없는 특정 위치나 물체에 도달해야 하는 작업을 수행할 수 있는 수단을 제공합니다. 컨트롤러의 분산 구조는 강력하고 적응 가능한 동작을 가능하게 하며, 생체 영감을 받은 특성을 통해 잠재적으로 저렴한 비용으로 안전한 작동을 가능하게 합니다.

식물에서 영감을 받은 이 컨트롤러의 개발은 실제 응용 분야에 소프트 로봇 팔을 배치하는 데 있어 중요한 진전을 의미합니다. 연구자들은 자연에서 영감을 얻어 식물과 동물의 고유한 능력을 활용하여 로봇 시스템의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 이 선구적인 작업은 로봇이 이전에 까다롭거나 접근할 수 없었던 환경에서 탐색하고 작동할 수 있는 다양한 산업 분야에서 로봇 공학에 대한 새로운 가능성을 열어줍니다.