고등화된 인간형 로봇을 위한 실용적인 로봇 손의 설계

Abstract

이 논문은 휴보1(KHR-3)의 손을 개선한 휴보2(KHR-4) 손의 하드웨어 구조를 보여주고 이 구조를 이용하여 더 나은 방법으로 손가락을 설계하고 엄지의 구조 개선을 통해 사람 손에 가깝게 쥘 수 있는 손을 보여주고 있습니다. 본 논문의 로봇 손은 불충분 구동 메카니즘을 이용한 3개의 동일 손가락과 2개의 능동형 관절을 갖는 엄지손가락, 여유자유도를 갖는 손바닥으로 구성되어 있습니다. 검지, 중지, 약지에 해당하는 손가락은 모터를 손가락 내부에 삽입한 채로 불충분 구동 메카니즘을 구현하였습니다. 엄지손가락의 능동형 관절 내부에 모터를 삽입하였기 때문에 손바닥의 공간 활용이 용이해 졌고 손바닥의 공간을 활용하여 손가락을 펼치고 오므릴 수 있는 여유자유도를 구현하는 설계 방법을 제시합니다. 휴보1의 손은 단순히 쥐기를 목표로 하고 있는데 이 논문에서는 단순히 물체를 쥐는 것뿐만이 아니라 불충분 구동 메카니즘을 근간으로 하는 인공적인 손을 설계하는 데에 있어 모터를 손가락 내부에 위치시키는 새로운 방법을 제시하면서 엄지손가락의 구조변화를 통해 더 다양한 자세로 사람처럼 자연스럽게 사람처럼 물체를 쥘 수 있음을 보입니다. 또한 모터를 이용한 불충분 구동 손가락의 수학적 해석을 포함하고 있습니다. 인간형 로봇 뿐만 아니라 절단 사고를 당한 장애우를 위해 사용할 수 있도록 최소의 매니퓰레이터를 사용하였고, 복잡한 사람 손의 구조를 단순화하여 구현하였습니다.