가격이 16,000달러에서 150,000달러에 이르는 로봇 손의 비용은 조작 연구의 발전을 방해했습니다.
기계 학습과 인공 지능을 통해 로봇은 더 많은 기술을 습득하고 더 많은 작업을 수행할 수 있지만 적합하고 안정적이며 저렴한 하드웨어가 부족하여 이러한 성과를 시뮬레이션 외부와 현실 세계로 전달하는 데 제한이 있었습니다.
예를 들어, 현재 실험실에서 사용되는 보다 저렴한 그리퍼보다 인간의 손을 더 가깝게 모방할 수 있는 로봇 손은 사람과 동일한 도구를 작동하고 더 많은 작업을 수행할 수 있습니다.
카네기멜론대학교 컴퓨터공학부의 로봇 공학자들은 더 비싼 로봇 손보다 성능이 뛰어난 저렴한 로봇 손을 개발하여 이 문제를 해결했습니다.
LEAP(저비용, 효율적, 의인화) 손의 가격은 2,000달러 미만이며 3D 프린터와 드라이버만 사용해 4시간 이내에 조립할 수 있습니다. (아래 비디오 참조).
손을 개발한 실험실의 로봇공학 연구소 조교수 Deepak Pathak은 다음과 같이 말합니다. “기민한 조작은 로봇공학에서 오랫동안 지속된 과제입니다.
“LEAP Hand는 이 주제에 대한 연구 수행 비용을 크게 절감하고 로봇이 사람들의 집, 공장 및 창고에 있는 물체와 상호 작용할 수 있도록 하는 중요한 발전으로 이어질 수 있습니다.
“우리는 이전에 연구원들이 10~100배 더 비싼 손으로 수행했던 오픈 소스 LEAP Hand를 통해 다양한 작업을 이미 시연했습니다.”
LEAP Hand의 혁신적인 디자인 덕분에 인간의 손으로는 움직일 수 없는 방식으로 움직일 수 있습니다. 예를 들어, 인간은 손을 펼쳤을 때 손가락을 안팎으로 구부릴 수 있지만, 주먹을 쥐고 있을 때는 그렇지 않습니다. 손가락이 손바닥과 결합하는 위치에 모터가 있기 때문에 LEAP Hand에서는 이와 동일한 움직임이 어렵지 않습니다.
이 독특한 운동학적 디자인은 손가락 자세에 관계없이 LEAP Hand에 최대의 민첩성을 제공합니다. 손가락과 엄지손가락이 독립적으로 상하, 좌우로 움직이고 회전하므로 어려운 작업도 완료할 수 있습니다.
로봇이 수저나 접시를 들고, 세탁물을 접고, 문과 서랍을 열고 닫고, 스위치를 뒤집고, 손잡이를 돌리거나, 냉장고에서 음료수를 꺼내는 등의 작업을 하려면 물체를 성공적으로 잡고 조작해야 합니다.
인간은 이러한 작업을 수행하기 위해 손(뼈 27개, 관절 27개, 근육 34개, 인대와 힘줄 100개 이상, 수많은 혈관과 신경, 물론 뇌)을 사용합니다. LEAP Hand는 훨씬 적은 수의 부품으로 구성됩니다.
연구원들은 또한 LEAP Hand가 원격 조작 테스트 중에 인간 손의 움직임을 모방하고 시뮬레이션에서 로봇을 훈련시킬 수 있는 오픈 소스 소프트웨어를 출시했습니다. 또한 YouTube와 같은 사이트의 인터넷 동영상에서 배운 작업을 완료하고 이러한 기술을 실제 세계에 적용할 수도 있습니다.
로봇공학 박사과정 학생인 Kenneth Shaw는 다음과 같이 말합니다. “우리는 로봇 조작 연구에 관심이 있는 사람이라면 누구든지 만들고 프로젝트에 사용할 수 있도록 이 손을 디자인했습니다.
“LEAP Hand는 적은 비용으로 경쟁사보다 뛰어난 성능을 발휘했습니다.”
연구원들은 수프 캔, 겨자병, 컵, 야구공, 드릴, 프라이팬과 같은 물체를 잡는 LEAP Hand의 능력을 테스트했습니다. 그들은 그에게 장난감 집어 들기, 서랍 열기, 유리잔 쌓기, 상자 회전하기 등의 조작 작업을 수행하게 했습니다.
모든 테스트를 통해 LEAP Hand는 비슷하지만 더 비싼 손보다 더 강하고 내구성이 뛰어나며 물체를 쥐고 조작하는 데 더 뛰어난 것으로 입증되었습니다.
연구원들은 지난 7월 한국에서 열린 로봇공학: 과학 및 시스템 컨퍼런스에서 LEAP Hand를 처음 시연했습니다. 그 이후로 크고 작은 대학 및 기술 회사의 연구원들이 자체 로봇 손 연구 및 응용을 위해 LEAP Hand를 구축하는 등 관심이 높았습니다.
