한국기계연구원 로봇메카트로닉스연구실은 코끼리의 코 끝 움직임을 모사하여 물체의 외부 형상에 맞춰 변형되어 감싸 안으며 파지(把持)하는 흡입형 만능 그리퍼를 개발했다/사진=기계연
이번에 개발된 만능 그리퍼는 집게형, 흡입형 두 종류다. 모두 다양한 물체를 집어 들 수 있을 뿐 아니라 접촉 표면도 부드럽고 푹신하게 처리해 서비스를 받는 고객의 안전성이 충분히 확보된 것이 특징이다.
물체를 잡은 이후에는 그리퍼 표면이 변형된 상태로 단단하게 변해 해당 물체가 변형된 홈에 확실히 끼인 상태가 돼 견고하게 파지할 수 있다.
이런 특징 덕분에 작은 압축력으로 파지가 가능해 손상되기 쉬운 물체도 안전하게 잡을 수 있다. 연구팀은 “마치 처음부터 그 물체를 잡기 위해 맞춤형으로 제작된 그리퍼처럼 안정감 있게 물체를 집어 들 수 있다”고 설명했다.
흡입형 그리퍼는 좁은 공간에 놓인 다양한 형상·크기의 물체를 효과적으로 들어 올리기 좋도록 개발됐다. 마치 코끼리가 물건을 잡을 때 코끝의 모양을 물건의 형상에 맞춰 변형시키듯 흡입형 그리퍼도 말단부의 형상을 변형시켜 표면 굴곡이 심해 기존 흡입식 그리퍼로는 잡기 어려운 물체도 효과적으로 파지 할 수 있다.
연구팀은 그리퍼 말단부에 벌집 형태의 소프트 구조를 구현했는데, 물체와 닿으면 복잡한 굴곡의 표면을 완벽하게 감싸고 강한 흡입력을 구현할 수 있다.
물체의 표면에 평평한 부분이 없고 직각과 같이 심하게 굴곡진 부분이 있어도 흡착할 수 있기 때문에 복잡한 파지 전략 알고리즘이 필요 없어 고성능 비전시스템에 의존할 필요가 없다. 따라서 로봇시스템을 비교적 저가로 구현할 수 있다는 것이 큰 강점이다.
박찬훈 실장은 “기존의 그리퍼는 형태가 정해져있어 몇 가지 물체만 다룰 수 있지만 만능 그리퍼는 물체의 형상에 맞춰 그리퍼 표면을 변형시켜 대부분 물체를 다룰 수 있도록 하자는 새로운 접근으로 탄생한 기술”이라며 “적용 분야별로 로봇의 역할이 너무나 다양해 그리퍼 기술의 혁신이 필요했던 비대면 서비스 분야를 발전시키는 데 큰 역할을 할 것”이라고 말했다.
한국기계연구원 로봇메카트로닉스연구실이 집게형 만능 그리퍼를 이용하여 레몬을 비롯한 다양한 물체를 파지(把持)하고 착즙하는 등 작업을 수행하며 칵테일 제조를 시연하고 있다/사진=기계연
한국기계연구원 로봇메카트로닉스연구실이 집게형 만능 그리퍼를 이용해 생닭을 파지(把持)하여 삼계탕 조리 과정을 시연하고 있다/사진=기계연