전통적인 로봇 손은 물체를 성공적으로 집기 위해 정밀한 환경 정보와 복잡한 프로그래밍이 필수적이다. 반면 인간은 손의 자연스러운 유연성 덕분에 정확한 위치 정보 없이도 물건을 쉽게 집을 수 있다.
EPFL(로잔 연방공과대학교) CREATE 연구실은 이러한 인간의 능력에서 영감을 받아, 복잡한 알고리즘 대신 유연한 소재를 활용해 정교한 조작이 가능한 ADAPT 손을 개발했다.
"인간은 물체를 집을 때 외부 정보가 많이 필요하지 않습니다. 이는 물체와 손 사이에서 발생하는 유연하고 부드러운 상호작용 덕분이라고 생각합니다."라고 EPFL 공학부 CREATE 연구실의 박사과정생 카이 융에(Kai Junge)는 설명했다. 해당 연구실은 조시 휴즈(Josie Hughes) 교수가 이끌고 있다.
ADAPT 손의 설계는 매우 효율적이다. 기존 로봇 손이 각 관절마다 모터가 필요한 반면, ADAPT 손은 손목에 내장된 12개의 모터만으로 20개의 관절을 제어한다. 나머지 기계적 제어는 강도를 조절할 수 있는 스프링과 탈부착 가능한 실리콘 '피부'가 담당한다. 이렇게 전략적으로 분산된 유연성 덕분에 추가 프로그래밍 없이도 다양한 물체에 적응할 수 있다.
실험에서 이 손은 작은 볼트부터 바나나까지 24가지 물체를 93%의 성공률로 집었으며, 그립 동작은 인간의 손 움직임과 68% 유사성을 보였다. 연구진은 300회 이상의 그립 실험을 통해 유연한 손과 강체 손을 비교하며 이 기술의 견고함을 검증했다.
EPFL 연구팀은 현재 실리콘 피부에 압력 센서와 인공지능 등 폐루프 제어 요소를 통합해 기술을 발전시키고 있다. "유연한 로봇의 장점을 더 잘 이해하면, 예측 불가능한 환경이나 인간을 위한 환경에 로봇 시스템을 효과적으로 통합할 수 있을 것입니다."라고 융에는 덧붙였다.
이번 연구는 Nature Communications Engineering에 게재되었으며, 생체모방적 유연성이 복잡한 프로그래밍 없이도 보다 직관적이고 적응력 있는 로봇 조작을 가능하게 함을 보여줬다. 이는 향후 로봇이 인간 환경과 상호작용하는 방식을 혁신할 수 있는 잠재력을 시사한다.