좁은 공간에도 스며드는 작은 로봇 CLARI

롭 스피겔 | 2023년 8월 30일

콜로라도 대학교 볼더(Boulder)의 엔지니어들은 무게가 탁구공보다 가볍고 손바닥에 꼭 맞는 소형 로봇을 설계했습니다. 로봇은 순응성 다리 관절 로봇 곤충(CLARI)입니다. 모양은 정사각형에서 게처럼 길고 가늘거나 넓은 형태로 수동적으로 바뀔 수 있습니다. 현재 이 기계에는 다리가 4개 있지만 모듈식 설계를 통해 팀에서는 다리를 8개까지 만들 수 있습니다.

콜로라도 대학교 볼더(University of Colorado) 기계공학과의 박사과정 학생인 Heiko Kabutz와 그의 동료들은 8월 30일 Advanced Intelligent Systems 저널에 발표된 연구에서 소형 로봇을 소개했습니다.

CLARI의 각 다리는 인간의 고관절과 유사하게 다리를 앞뒤로, 좌우로 움직이는 자체 회로 기판과 이중 액추에이터를 갖춘 거의 독립적인 로봇처럼 기능합니다. 이론적으로 이러한 모듈성을 통해 CLARI 로봇은 다양한 형태를 취할 수 있습니다.

소형 로봇은 제한된 환경에 대한 접근을 제공하고 수색 및 구조, 고가 자산 검사와 같은 응용 분야의 잠재력을 보여줍니다. 신체 변형 능력은 곤충이나 연약한 절지동물과 유사한 복잡한 지형에서 이러한 소형 로봇의 도달 가능성을 더욱 향상시킵니다. 이 개념에 영감을 받아 CU Boulder 엔지니어들은 전력 및 제어를 위해 전기 연결이 연결된 곤충 규모의 로봇을 제작했습니다. CLARI는 라미네이트 제작을 통해 제조되었으며 종이접기 팝업 기술을 사용하여 조립되었습니다.

이미지 상단에는 갈색 타란툴라 옆에 CLARI가 표시되어 있습니다. CLARI의 모듈식 규격 본체를 사용하면 본체 모양을 다양하게 하고 다양한 구성으로 작동할 수 있습니다.

다양한 모양 구성으로 이동이 가능하도록 CLARI의 신체 구조는 작동식 다리 메커니즘으로 구성되어 있습니다. 로봇은 맞춤형 압전 액추에이터에 의해 구동되는 8개의 독립적으로 작동되는 자유도를 갖추고 있어 기계적으로 능숙합니다.

앞으로 CLARI 팀은 센서를 로봇에 통합하여 장애물을 감지하고 반응할 수 있도록 할 계획입니다. 이 그룹은 또한 로봇에 더 큰 유연성과 강도를 부여하여 개선하기 위해 노력하고 있습니다. Kabutz는 CLARI에 다리가 추가됨에 따라 로봇 성능 향상이 더욱 어려워질 것이라고 말했습니다.

다음은 종횡비를 기반으로 하는 세 가지 기본 로봇 본체 모양 구성을 포함하여 주요 기능을 강조하는 CLARI의 투시도입니다. 화살표는 측면(녹색) 및 추진(청록색) 방향의 투영과 함께 지면 반력 벡터(빨간색)를 보여줍니다. 또한 CLARI의 예술적 렌더링은 신체 모양에 적응하는 기능을 활용하여 복잡한 지형을 통해 측면으로 제한된 지형 탐색을 보여줍니다.

팀은 다관절 라미네이트 로봇의 빠르고 자율적이며 다중 보행 기능을 연성 소재 시스템의 수동적 준수 기반 구현 물리적 지능과 결합하기 위해 로봇 본체에 대해 다관절 형태를 선택했습니다. 그들은 형상 기반 튜닝의 손쉬운 방법론을 위해 종이접기 기반 디자인, 라미네이트 제작 및 팝업 조립 프로세스를 선택합니다.

텍스트 형식에 대한 추가 정보