산책하는 로봇 지네

오사카 대학의 기계 과학 및 생명 공학과의 연구원들은 동적 불안정성을 탐색하는 새로운 종류의 보행 로봇을 발명했습니다. 커플링의 유연성을 변경하면 복잡한 계산 제어 시스템 없이도 로봇이 회전하도록 만들 수 있습니다. 이 작업은 고르지 않은 지형을 횡단할 수 있는 구조 로봇을 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.

지구상의 대부분의 동물은 다양한 환경에서 높은 수준의 이동성을 제공하는 다리를 사용하는 견고한 이동 시스템을 진화시켰습니다. 다소 실망스럽게도 이 접근 방식을 복제하려고 시도한 엔지니어는 종종 다리가 있는 로봇이 놀라울 정도로 취약하다는 사실을 발견했습니다. 반복되는 스트레스로 인해 한쪽 다리만 부러져도 로봇의 기능이 심각하게 제한될 수 있습니다. 또한 로봇이 복잡한 환경을 횡단할 수 있도록 많은 수의 관절을 제어하려면 많은 컴퓨터 성능이 필요합니다. 이 디자인의 개선은 탐사 또는 구조 차량 역할을 하고 위험한 지역에 진입할 수 있는 자율 또는 반자율 로봇을 구축하는 데 매우 유용할 것입니다.

이제 오사카 대학의 연구원들은 직선 보행을 곡선 동작으로 변환할 수 있는 자연적 불안정성을 활용하는 생체 모방 “myriapod” 로봇을 개발했습니다. 최근에 발표된 연구에서 소프트 로보틱스, 오사카 대학의 연구원들은 6개의 세그먼트(각 세그먼트에 두 개의 다리가 연결됨)와 유연한 관절로 구성된 로봇을 설명합니다. 조정 가능한 나사를 사용하여 걷는 동작 중에 모터로 ​​커플링의 유연성을 수정할 수 있습니다. 연구진은 관절의 유연성을 높이면 직진 보행이 불안정해지는 ‘갈퀴 분기점’이라는 상황이 발생한다는 사실을 밝혀냈다. 대신 로봇은 오른쪽 또는 왼쪽으로 곡선 패턴으로 걷기로 전환합니다. 일반적으로 엔지니어는 불안정성을 생성하지 않으려고 합니다. 그러나 이를 통제하여 사용하면 효율적인 기동성을 확보할 수 있습니다. 이 연구의 저자인 신야 아오이(Shinya Aoi)는 “우리는 매우 민첩한 특정 곤충이 자신의 움직임에서 역동적인 불안정성을 제어하여 빠른 움직임 변화를 유도할 수 있는 능력에 영감을 받았습니다.”라고 말했습니다. 이 접근 방식은 신체 축의 움직임을 직접 조종하는 것이 아니라 유연성을 제어하기 때문에 계산 복잡성과 에너지 요구 사항을 모두 크게 줄일 수 있습니다.

팀은 특정 위치에 도달하는 로봇의 능력을 테스트하고 대상을 향해 곡선 경로를 따라 탐색할 수 있음을 발견했습니다. “우리는 수색 및 구조, 위험한 환경에서의 작업 또는 다른 행성에서의 탐사와 같은 다양한 시나리오에서 응용 프로그램을 예측할 수 있습니다.”라고 다른 연구 저자인 Mau Adachi는 말합니다. 향후 버전에는 추가 세그먼트 및 제어 메커니즘이 포함될 수 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/05/230529171805.htm