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Feb 04, 2024

시각이 아닌 느낌으로 작동하는 새로운 로봇 손

이 간단한 센서를 사용하면 로봇이 터치만으로 기능할 수 있으므로 수프 캔에서 고무 오리까지 물체를 조작할 수 있습니다. 많은 로봇은 작업하면서 "시각"으로 물체를 추적하지만 광학적입니다.

이 간단한 센서를 사용하면 로봇이 터치만으로 작동하여 수프 캔에서 고무 오리까지 물체를 조작할 수 있습니다.

많은 로봇은 작업하면서 물체를 "시각"으로 추적하지만, 광학 센서는 물체가 어두우거나 시야에서 부분적으로 차단된 경우 물체의 전체 모양을 포착할 수 없습니다. 이제 새로운 저비용 기술을 사용하면 로봇 손이 익숙하지 않은 물체의 형태를 '느끼고' 이 정보만을 토대로 능숙하게 처리할 수 있습니다.

캘리포니아 대학교 샌디에고 캠퍼스의 로봇공학자 Xiaolong Wang과 그의 팀은 간단한 터치 데이터만 사용하여 로봇 공학에서 복잡한 조정이 이루어질 수 있는지 알아보고 싶었습니다. 연구원들은 각각 약 12달러에 달하는 16개의 접촉 센서를 네 손가락 로봇 손의 손바닥과 손가락에 부착했습니다. 이 센서는 단순히 물체가 손에 닿아 있는지 여부를 나타냅니다. Wang은 "하나의 센서가 많은 것을 포착하지는 못하지만, 많은 센서가 물체의 다양한 측면을 포착하는 데 도움이 될 수 있습니다"라고 말합니다. 이 경우 로봇의 임무는 손바닥에 놓인 물건을 회전시키는 것이었습니다.

연구진은 먼저 가상 로봇 손이 공, 불규칙한 직육면체 및 원통을 포함한 회전하는 물체를 연습하면서 대량의 터치 데이터를 수집하기 위해 시뮬레이션을 실행했습니다. 각 센서의 이진 접촉 정보('터치' 또는 '비터치')를 사용하여 팀은 처리 프로세스의 모든 단계에서 물체의 위치를 ​​결정하고 손가락을 움직여 부드럽고 안정적으로 회전하는 컴퓨터 모델을 구축했습니다.

다음으로 그들은 이 기능을 실제 로봇 손으로 조작하여 사과, 토마토, 수프 캔, 고무 오리 등 이전에 접하지 못했던 물체를 성공적으로 조작했습니다. 바이너리 센서 데이터가 매우 단순했기 때문에 컴퓨터 모델을 현실 세계로 전송하는 것은 상대적으로 쉬웠습니다. 모델은 정확하게 시뮬레이션된 물리학이나 정확한 측정에 의존하지 않았습니다. 실제 세계와 로봇의 상호 작용을 연구하는 뉴욕 대학의 Lerrel Pinto는 "시뮬레이션에서 고해상도 촉각 센서를 모델링하는 것은 여전히 ​​​​미해결 문제이기 때문에 이는 중요합니다."라고 말합니다.

Wang과 그의 동료들은 로봇 손이 인식하는 것을 조사하면서 터치 데이터를 통해 전체 물체의 형태를 재현하고 동작을 알릴 수 있다는 사실을 발견했습니다. Wang은 “이는 물체의 모양을 재구성할 수 있는 충분한 정보가 접촉을 통해 전달된다는 것을 보여줍니다.”라고 말했습니다. 그와 그의 팀은 7월 로봇공학: 과학과 시스템(Robotics: Science and Systems)이라는 국제 컨퍼런스에서 자신들의 작품을 발표할 예정입니다.

Pinto는 시스템이 더 복잡한 작업에서 불안정해질지 궁금해합니다. "촉각 센서를 실험하는 동안 컵을 풀고 병 뚜껑을 여는 것과 같은 작업이 물체를 회전시키는 것보다 훨씬 더 어렵고 아마도 더 유용하다는 것을 발견했습니다."라고 그는 말합니다.

Wang의 그룹은 향후 작업에서 보다 복잡한 움직임을 다루고 손가락 측면과 같은 곳에 센서를 추가하는 것을 목표로 하고 있습니다. 연구원들은 또한 복잡한 모양을 처리하기 위해 터치 데이터를 보완하기 위해 비전을 추가하려고 시도할 것입니다.

이 기사는 원래 Scientific American 329, 1, 12(2023년 7월)에 "Sight Unseen"이라는 제목으로 게재되었습니다.

doi:10.1038/scientificamerican0723-12

아난야 인도에 거주하는 프리랜서 저널리스트이자 번역가입니다. 그녀는 기술, 환경, 해양과학을 다루고 있습니다. Twitter @punarpuli에서 그녀를 팔로우하세요.

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