전기전자/정보통신

Nikkei Electronics_24.9 (p26-27)

로봇 핸드 및 촉각 센서의 진화로 다양한 작업을 섬세하게
로봇기술 국제학회 'ICRA 2024'

로봇 핸드와 로봇 핸드용 촉각 센서에 관한 연구 개발이 가속화되고 있다. 모두 섬세하고 다채로운 작업을 가능하게 하기 위한 기술들이다. 이러한 기술들의 진전으로 로봇의 활약의 장이 더욱 늘어날 것으로 보인다.

올 5월, 요코하마(橫浜) 시에서 개최된 로봇 분야의 저명한 국제학회 ‘ICRA 2024’에서는 많은 새로운 로봇 핸드와 촉각 센서의 전시 및 연구 성과를 볼 수 있었다. 전시장에서 많은 관람객으로 붐볐던 곳 중 하나가 영국의 Shadow Robot 부스로, 새롭게 개발한 3개 손가락형 로봇 핸드 제품을 선보였다. Shadow Robot 은 고정밀의 움직임이 가능한 로봇 핸드를 개발하고 있는 기업으로, 이번 신제품에서는 실용성을 높였다.

-- 로봇 핸드의 실용성 향상 --
Shadow Robot은 이번 3개 손가락형 로봇 핸드 제품에 모듈러 디자인을 채택해 수리하기 쉽도록 만들었다. 동작 불량이 발생할 경우, 손가락 별, 혹은 손가락 마디 별로 모듈러 부품을 교환해 가급적 로봇이 동작을 멈추지 않도록 할 수 있다. 미국 Alphabet 산하의 Google DeepMind와 공동 연구하고 있는 Shadow Robot은 자사의 요망 등을 바탕으로 이러한 구조로 했다고 한다.

연구 성과 가운데에서는 미국 스탠포드대학이 시작(試作)한 시촉각 센서가 부착된 로봇 핸드 ‘Dense Tact-Mini’가 큰 주목을 받았다. 이 센서는 카메라 영상만을 사용해 사람과 같은 촉각을 실현할 수 있다. 구체적으로는, 로봇 핸드에 있어서 물체와의 접촉면에 겔을 사용해 표면에 물체가 닿았을 때 겔의 변형을 카메라로 계측한다.

스탠퍼드대학 연구팀은 표면이 둥그스름하고 부드러운 겔을 손가락 끝에 채택. 이 겔을 압박함으로써 물체를 잡을 수 있으며, 손톱 같은 것을 탑재시켜 다양한 물체를 잡을 수 있도록 했다. 손톱을 사용하여 얇은 물체도 집을 수 있다.

Dense Tact-Mini의 무게는 15g으로 가볍다. 구성도 심플해 코스트를 30달러 이하로 할 수 있다고 연구팀은 보고 있다.

일본에서는 혼다기술연구소가 손가락 끝에 손톱을 갖춘 4개 손가락형 로봇 핸드에 대한 연구 성과를 선보였다. 4개 손가락형 로봇 핸드의 특징은 섬세하고 힘을 필요로 하는 작업을 실시할 수 있다는 것이다. 검지와 엄지손가락에 해당하는 2개의 손가락을 사용해 음료 캔의 풀탭을 당겨 열 수 있다.

이번 ICRA에서 공개한 4개 손가락형 로봇 핸드는 강화학습 방법을 개선해 범용성을 높였다. 예를 들어, 한 음료 캔에서 풀탭을 당겨 여는 법을 학습하면 그와 비슷한 구조의 풀탭도 당겨 열 수 있게 된다. 기존에는 기본적으로 강화학습에 사용한 풀탭만을 처리할 수 있었다고 한다.

-- 촉각 센서에서도 신기술 --
새로운 시촉각 센서의 제안도 잇따라 등장했다. 예를 들면, 오므론의 연구 개발 자회사 오므론사이닉엑스(OSX)는 시촉각 센서로 틸트(기울기) 토크를 추정하는 방법을 고안해내었다. 틸트 토크를 추정할 수 있어 로봇 핸드에 의한 머신헤드  등의 삽입이 쉬워진다고 한다.

시촉각 센서의 경우, 일반적으로 평면(X/Y축) 방향에서의 힘의 추정은 잘하지만, 수직(Z축) 방향의 추정은 잘 하지 못한다. 이 때문에 틸트 토크 추정이 어렵다고 한다. 이번 OS X의 방법은 ‘쌍극자 모먼트’로부터 영감을 얻은 접근법을 채택해 실현했다고 한다.

이번 ICRA 전시장에서는 NISSHA의 필름형 촉각 센서도 볼 수 있었다. 3축(X/Y/Z축) 방향의 힘을 센싱할 수 있는 센서이다. 원래 게임기나 민생 기기의 유저 인터페이스용으로 개발된 것으로, 그것을 기반으로 로봇용으로 응용한 것이다.

시촉각 센서와 같은 카메라가 불필요하고, 휘어져도 괜찮은 유연성을 특징으로 한다. 전시된 센서의 평면 내 분해능(센싱 가능한 최소 피치)은 2mm이다.

NISSHA는 우선 사람의 보행이나 연마 작업의 수치화 등을 위한 시트 제품을 올해 안에 발매할 예정이다. 사이즈는 312 mm로, PC와 접속해 사용할 수 있다.

이 외에도 스타트업 FingerVision(도쿄)이 시촉각 센서를 전시했다. FingerVision 에 따르면, 식품을 픽업하는 로봇을 중심으로 도입이 확대되고 있다고 한다. 거래가 증가함에 따라 이 시촉각 센서의 생산 체제를 강화할 방침이라고 한다.

 -- 끝 --

Copyright © 2024 [Nikkei Automotive] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.

목차_Nikkei Electronics_2024.9

Hot News
차량용 통신에서 10메가 Ethernet 대두, 고속 버전 CAN보다 다기능에 낮은 코스트
- 2023년경부터 자동차 업체들이 긍정적으로 검토, 반도체 업체 및 툴 벤더들이 잇달아 제안
롬이 SiC사업 가속화, 2년마다 신세대 파워소자 투입
- 2029년에 7세대 제품 출시, 모듈 제품도 강화하고 구현에 신재료 투입
미쓰비시덴키가 SiC와 IGBT에서 신기술 개발, 파워반도체 사업 강화
- SiC MOSFET에서 최초의 트렌치형, 고정밀한 수명 예측 기술도
소니그룹이 화상 센서에 유리 기판, 왜곡 없는 머신 비전 실현
- 목적은 열이나 흡습에 의한 휨 방지, 일본 제조사에 분발 촉구
타이베이에서 AI 반도체 정상을 향한 대결, 엔비디아에 AMD-인텔이 도전장
- COMPUTEX TAIPEI 2024, 생성 AI 붐으로 공전의 열기
AI로 대형화와 고정밀화를 양립, 잉크젯 회로 형성에 새로운 장 열어
- 코스트와 환경 부하가 작은 PCB 양산 체제, 본격적으로 시동
로봇 핸드 및 촉각 센서의 진화로 다양한 작업을 섬세하게
- 로봇 기술 국제학회 'ICRA 2024'에서
Arm의 최첨단 코어 설계 데이터, 특정 파운드리를 전제로
- 설계 부하 증대에 대응해 3nm 세대용 CPU 코어부터 적용, 라피다스는 제외되는 것인가?
Breakthrough 특집 1
반도체, ‘후공정’이 최전선
<전체 동향>
생성 AI로 첨단 패키지 니즈 증가, 반도체 제조의 새로운 경쟁축으로 대두
<기술 동향>
칩렛 접속을 보다 고속으로, 첨단 패키지에서 추진되고 있는 3가지 혁신
<인터포저>
실리콘 대체 개발 가속화, 라피다스는 2027년에 대형 패널 채택
<하이브리드 접합>
반도체의 필수 기술로, 2030년에는 D램·로직에도 침투
<BSPDN>
‘후면 전력 공급 네트워크’로 더욱 미세화, 열쇠는 웨이퍼의 부착
Emerging Tech＆Biz
<인터뷰>
후공정은 액정패널 제조기술과 융합, 치토세공장 내 세계 최첨단 라인을 구축
- 라피다스의 오리이 3D 어셈블리 본부장
<양자컴퓨터>
양자 오류 정정 기술 진화가 급속도로 가속화, 양자컴퓨터의 오류 내성 실현에 기대
<파워일렉트로닉스 어워드 2024>
사회 과제 극복을 위한 신기술 속속 등장, 파워일렉트로닉스 설계의 극적인 단순화
<우주>
이런 곳에서도 SpaceX의 충격이, 위성간 광통신으로 업계보다 훨씬 앞서
<제조 기술>
‘리마니가 일본산업을 파괴한다’, 경제안전보장 전문가의 경고
Products' Trends
수백 개의 와이파이 7 부속 전화기를 모의, 키사이트가 기지국 에뮬레이터로
Readers' Voice
월면용 태양광발전에 기대

-- 끝 --