DGIST 대구경북과학기술원

- DGIST 윤동원 교수팀이 지난 2021년 발표한 로봇손 연구 논문, 소프트 로봇분야 Top1 저널인 Soft Robotics 의 10주년 기념판 표지논문으로 선정

- ‘교차형 유연힌지(Flexure Hinge)’를 겸비해 사람의 손과 같이 유연하고 정교한 로봇 손 기술의 우수성 인정받아

 DGIST(총장 국양) 로봇및기계전자공학과 윤동원 교수 연구팀의 사람 손과 같이 정교하고 유연한 ‘로봇 손(Robot Hand)’ 핵심 기술 연구 성과가 로봇 분야 세계적인 국제 학술지 ‘Soft Robotics’의 10주년 기념판의 표지를 장식했다.

 표지 논문은 영향력이 큰 연구 성과를 선정하는 것으로, 연구 결과의 우수성을 공식적으로 인정받는 척도이기도 하다. 특히, 이번 발간호는 Soft Robotics의 10주년 출판물로, 10주년 기념판의 표지로 국내 연구결과가 선택되었다는 점에서 더욱 의미가 크다.

 DGIST 로봇및기계전자공학과 윤동원 교수 연구팀은 지난 2021년 인간의 손과 같이 정교한 ‘로봇 손(Robot Hand)’에 대한 연구를 진행한 바 있다. ‘로봇 손’은 여러 산업현장에서 다양한 형태와 강성의 물체를 움켜쥐거나 조립하는 등 고도의 작업을 위해 주로 사용된다. 이러한 정밀한 로봇핸드 구동을 위해 구름베어링(rolling bearing) 기반의 볼베어링 회전 조인트가 주로 사용되지만 가격이 비싸거나 조립이 까다로우며, 외부 충격에 고장이 나거나 물체에 손상을 주기도 해 이를 대체하기 위한 다양한 유연조인트가 개발되고 있는 중이다.

 이에 윤동원 교수 연구팀은 기존의 유연구조 로봇핸드의 약한 강성을 보강하고자, 손가락 마디에 맞게 형상이 변형된 유연 힌지를 마디 하나당 4개씩 적용해 2쌍이 X자 형태로 되게 교차 배치함으로써, 기존 베어링기반 로봇핸드보다 충격을 46.7% 더 흡수하는 것을 입증했다. 또한, 다양한 비정형 물체를 파지(움켜쥘)시 보다 신뢰성 있는 파지작업을 할 수 있음을 확인하였다. 또한, 기존 소프트 로봇의 단점인 적은 가반하중을 극복하여 최대 4kg 무게까지 파지할 수 있음을 확인했다.

 DGIST 로봇공학전공 윤동원 교수는 “지난 2021년 게재된 연구성과가 전 세계의 우수한 연구 결과들 중에서 소프트로봇 분야 Top1 저널지의 10주년 기념판의 표지논문으로 선정되어 매우 기쁘다”며, “나아가 본 기술을 산업현장 및 서비스 로봇 분야에 실용화할 수 있도록 노력 중이다” 라고 말했다.

 한편, 이번 연구 결과는 DGIST 로봇공학전공 양준모 석박사통합과정생과 김정석 석사졸업생이 공동 1저자로 참여했으며, 한국연구재단의 신진연구지원사업으로 수행됐다. 관련 연구는 Soft Robotics 저널에 2021년에 온라인 게재되었고, 2022년 정식 출판되었다.

그림설명

[그림 1] 선정된 표지이미지 
(출처:  https://home.liebertpub.com/publications/soft-robotics/616/press)

[그림 2] 제안된 유연힌지 구조의 인간형 로봇핸드

 본 연구팀이 개발한 유연힌지 구조의 인간형 로봇 핸드는 엄지 구조를 포함한 네 개의 손가락으로 구성되며, 각 손가락은 실제 인간 손의 마디와 같은 구조로 이뤄져 있다. 손가락 마디에 맞게 형상 변형된 유연힌지가 서로 교차되어 마디사이에 조인트를 구성한다(그림 d). 4개의 손가락을 구동하기 위해 4개의 모터가 사용되었으며, 부족구동 와이어 메커니즘을 이용하여 다양한 형상의 물체를 파지할 수 있다(그림 c).

https://www.youtube.com/watch?v=y_jyF1sSSt0&t

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