차례[숨다][보여 주다]
'로봇'이라는 단어를 들으면 무엇이 떠오르나요? 대부분의 사람들은 전기로 작동하는 금속 기계를 상상할 것입니다. 공상 과학 소설에서 흔히 볼 수 있는 유형의 로봇을 구현하기 위해 많은 발전이 이루어지고 있지만, 당신을 놀라게 할 수 있는 또 다른 로봇 분야가 있습니다.
지난 몇 년 동안 연체 로봇 공학에 대한 관심이 높아졌습니다. 이러한 유형의 로봇은 다양한 방식으로 달성할 수 있습니다. 그러나 공통 주제는 다양한 상황에서 안전하고 적응할 수 있는 로봇을 만들기 위해 탄성 재료를 사용하는 것입니다.
반자동 공장에서 볼 수 있는 것과 같은 기존의 강체 로봇은 특정 환경에 적합하지 않은 경우가 많습니다. 이러한 유형의 로봇은 일반적으로 충돌을 방지하기 위해 정확한 움직임과 알고리즘에 의존합니다. 사용된 재료는 또한 사람 가까이에서 사용할 때 위험할 수 있습니다.
이상적인 연체 로봇을 만들기 위해 노력하는 연구실이 전 세계적으로 많이 있습니다.
이 블로그에서는 소위 자기 점액 로봇이라고 하는 홍콩 중문 대학의 최근 개발 사항을 살펴보겠습니다. 우리는 또한 새로운 기술의 실제 적용과 현재의 한계를 탐구할 것입니다.
소프트 로보틱스란?
소프트 로봇 공학은 호환 재료로 구성된 로봇을 설계하고 개발하는 것을 목표로 하는 로봇의 하위 분야입니다.
준수란 무엇을 의미합니까? 기계 공학에서 "컴플라이언트"라는 용어는 탄성 변형을 통해 운동을 달성하는 메커니즘 유형을 나타냅니다. 이것은 현재 로봇에서 볼 수 있는 일반적인 강체와 대조됩니다.
많은 강체 로봇이 전략적으로 연성 부품을 사용하는 반면 연성 로봇 연구는 일반적으로 완전 연성 기계를 목표로 합니다.
소프트 로봇이 어떻게 움직일지 궁금할 것입니다. 연구원들은 많은 강성 로봇에서 흔히 볼 수 있는 금속 프레임 없이 소프트 로봇을 제어하는 새로운 방법을 고안해야 했습니다.
일부 연구자는 정전기력을 사용하여 재료의 모양을 변경합니다. 다른 소프트 로봇은 재료에 열이 가해지면 모양이 변할 수 있는 특수 폴리머를 사용합니다. 이 재료는 많은 온도 변화 후에도 원래 모양을 기억합니다.
자기 작동 사용
연구원들은 또한 자기적으로 작동하는 소프트 로봇을 만드는 방법을 연구했습니다. 홍콩중문대학교 연구원들이 새로운 형태의 소프트 바디 로봇 자석을 사용하여 비뉴턴 유체 기반 "슬라임" 로봇을 제어합니다.
연구원들은 자기 연체 로봇에 대한 이전 연구와 다른 유형의 재료를 사용하려고 시도했습니다.
이전 연구는 실리콘 또는 자성 유체를 사용했습니다. 그들의 한계와 함께. 엘라스토머 기반 또는 실리콘 소프트 로봇은 변형성이 제한적인 반면 자성유체는 많은 사용 사례에서 너무 불안정한 것으로 간주되었습니다.
홍콩 연구원들은 폴리비닐알코올(PVA)과 붕사 혼합물로 만든 점액을 만들었습니다. 유체에 혼합된 작은 자성 입자는 연구원들이 자기장을 사용하여 유체를 조작할 수 있도록 합니다.
비뉴턴 유체는 로봇이 다른 개별 부품과 연결하고 전체로 결합할 수 있도록 하는 자가 치유 특성을 가지고 있습니다.
응용 프로그램 및 제한 사항
좁은 채널을 통해 탐색할 수 있는 로봇의 능력은 의료 분야의 응용.
예를 들어, 슬라임 로봇은 사람이 섭취하고 수술 없이 유해한 물체를 추출하는 데 사용할 수 있습니다.
연구원들은 또한 사용된 유체가 전도성이라는 것을 논문에서 보여주었습니다. 이것은 자기 슬라임이 회로 스위치 역할을 할 수 있으며 손상된 회로를 수리하는 수단으로 작용할 수 있음을 의미합니다.
마그네틱 슬라임은 굽힘 및 동적 기계적 환경에 적응할 수 있는 모션 센서 역할을 할 수 있습니다.
유망하지만 이러한 모든 응용 프로그램은 여전히 기껏해야 제안 사항이며 슬라임 로봇의 성능을 더욱 향상시키기 위해서는 더 많은 연구가 수행되어야 합니다.
연구자들은 점액 자체가 독성이 있어 현재 인체에 사용하기에 적합하지 않다고 지적했습니다. 슬라임을 제어하는 자성 입자는 슬라임 로봇을 유독하게 만듭니다. 연구원들은 점액을 안전하게 사용할 수 있도록 실리카 코팅층을 추가해야 했습니다.
결론
소프트 로봇 공학 분야는 아직 비교적 새롭지만 이미 많은 가능성을 보여주고 있습니다. 의료 및 외과 분야에서 연체 로봇을 잠재적으로 사용하면 더 많은 생명을 구할 수 있습니다. 웨어러블 소프트 로봇에 대한 아이디어는 잠재적으로 장애가 있는 사람들을 도울 수 있습니다.
NASA 과학자들이 개발 우주 비행사가 궤도에서 안전하게 지낼 수 있도록 도와주는 부드러운 몸체의 로봇.
바라건대, 인간이 기계를 점점 더 신뢰하게 된 세상에서 더 많은 연구가 연체 로봇 공학의 잠재력을 최대한 발휘할 수 있기를 바랍니다.
소프트 로봇의 미래에 대해 어떻게 생각하십니까?
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