Robo-Perception #5 – Robohub

출처: OpenAI의 DALL·E 2 메시지와 함께 “커피숍에서 노트북으로 뉴스를 읽는 로봇의 초현실적 이미지”

로봇공학 뉴스 업데이트인 Robo-Insight의 다섯 번째 버전에 오신 것을 환영합니다! 이 출판물에서 우리는 이 분야의 다양한 새로운 발전을 공유하고 인간-로봇 상호 작용, 민첩한 움직임, 향상된 훈련 방법, 소프트 로봇 공학, 뇌 수술, 의료 탐색 및 연구와 같은 분야에서 로봇의 진보를 강조하게 된 것을 기쁘게 생각합니다. 생태학적.

인간-로봇 상호작용을 위한 새로운 도구

인간-로봇 상호 작용 분야에서 유럽 전역의 연구자들은 상호 작용을 평가하기 위해 HEUROBOX라는 새로운 도구를 개발했습니다. 휴로박스는 안전성, 인체공학, 기능성, 인터페이스 등 인간-로봇 상호작용의 다양한 측면을 평가하기 위해 84가지 기본 휴리스틱과 228가지 고급 휴리스틱을 제공합니다. 이는 기술과 인간 요소 사이의 중요한 연결을 다루면서 인간 중심 디자인에 중점을 두고 있습니다. 이 도구는 산업 환경에서 인간과 로봇 간의 원활한 협업을 촉진하고 로봇이 인간의 능력과 요구 사항에 부합하도록 보장하고 생산성과 복지를 강조하는 것을 목표로 합니다.

인간-로봇 상호 작용(HRI) 휴리스틱을 평가하기 위한 새로운 방법을 만드는 접근 방식입니다. 분수.

민첩한 로봇 공학의 더 나은 제어를 위한 혁신

민첩한 로봇에 초점을 맞춰 Zhejiang University의 연구원들은 좁은 공간에서 효율적으로 움직일 수 있도록 케이블로 구동되는 뱀과 같은 로봇을 설계했습니다. 이 로봇은 힘 변환기와 각도 센서를 사용하여 정밀한 이중 루프 제어를 달성합니다. 각도 센서의 자세 피드백과 변환기의 힘 피드백을 결합함으로써 이 제어 전략은 로봇의 정밀도를 향상시키고 케이블의 강도와 강성을 보장하여 이동 중 안정성과 신뢰성을 보장합니다. 이 혁신은 최소 침습 수술, 핵 폐기물 관리, 우주 내 검사, 복잡한 환경에서의 수색 및 구조 작업을 포함한 다양한 응용 분야에 상당한 잠재력을 가지고 있습니다. 로봇 설계 및 제어 전략은 엔지니어링 응용 분야를 위한 고정밀 로봇 시스템의 발전을 약속합니다.

CSR 개요. 분수.

민첩한 로봇 공학의 최고의 훈련 방법

민첩한 로봇공학 분야에서 취리히 대학의 연구원들은 최근 제어 시스템의 근본적인 역할에 초점을 맞춰 이러한 유형의 로봇의 한계를 확장했습니다. 그들의 연구는 모델 기반 최적 제어(OC)와 강화 학습(RL)이라는 두 가지 핵심 방법론에 직면했습니다. 놀랍게도 로봇이 시행착오를 통해 학습할 수 있게 해주는 RL은 까다로운 실제 테스트인 자율 드론 경주에서 승리했습니다. RL은 인간의 능력을 넘어섰을 뿐만 아니라 이를 능가했습니다. 민첩한 드론은 중력 가속도의 12배를 초과하는 놀라운 최대 가속도와 시속 108km라는 놀라운 최대 속도를 달성했습니다. 이러한 결과는 RL과 같은 학습 중심 접근 방식이 보다 효율적인 제어 및 관리를 위한 길을 열어주는 민첩한 로봇 공학의 유망한 미래를 조명합니다. 다양한 애플리케이션에서의 성능.

시각적 진행은 시간이 지남에 따라 RL 전략에 의해 제어되는 빠른 레이싱 드론을 보여줍니다. 분수.

부드럽고 강하며 견고한 새로운 로봇.

소프트 로봇공학의 세계로 초점을 옮겨 강원대학교 연구진은 최근 소프트 로봇공학 분야의 주요 과제를 해결하면서 강성을 다양하게 조절할 수 있는 소프트 그립 로봇을 출시했습니다. 복잡한 디자인과 달리 이 그리퍼는 공압 제어와 스테퍼 모터로 구동되는 힘줄을 포함하는 간단한 메커니즘을 통해 강성의 변화를 달성합니다. 이러한 혁신을 통해 클램프는 다양한 모양, 크기 및 무게의 물체에 적응할 수 있어 적용 범위가 확대됩니다. 연구에 따르면 이 클램프는 강성을 최대 145% 증가시키고 최대 2,075kg의 무게를 지탱할 수 있는 것으로 나타났습니다. 자연 유기체에서 영감을 얻은 소프트 로봇공학은 의료, 제조, 탐사 및 기타 분야에서 가능성을 보여주고 있으며, 본 연구는 이들의 발전에 기여합니다.

그리핑 메커니즘의 CAD 설계. 분수.

향상된 뇌 수술 로봇

의료 로봇 공학의 세계에 초점을 맞춰 하버드 의과대학 연구원들은 덜 침습적으로 신경외과 수술을 개선할 수 있는 로봇 장치를 개발했습니다. 팀은 개복 수술의 민첩성을 모방하지만 절개 부위가 더 작은 새로운 조이스틱으로 제어되는 양팔 내시경 로봇을 도입했습니다. 이 혁신은 일반적으로 침습적인 절차인 뇌종양 절제술의 맥락에서 테스트되었습니다. 기존의 휴대용 내시경 도구에 비해 로봇은 수술 부위에 대한 접근성이 더 높아 뇌 조직을 압박하지 않고 양손 작업을 수행할 수 있으며 종종 작업을 더 빠르게 완료할 수 있습니다. 이러한 발견은 전통적으로 개방형 뇌 수술을 덜 침습적인 내시경 수술로 전환할 수 있는 가능성을 열어줍니다.

강성의 정도가 다른 로봇 관형 팔. 분수.

진보된 로봇바늘

의료 로봇 공학의 발전에 맞춰 채플 힐에 있는 노스캐롤라이나 대학의 Ron Alterovitz 교수가 이끄는 연구팀은 중요한 폐의 장애물과 구조를 피하면서 복잡한 폐 조직을 탐색하도록 설계된 자율 로봇 바늘을 개발했습니다. 바늘은 인공 지능과 컴퓨터 비전을 사용하여 생체 조직을 통해 자율적으로 이동하므로 생검 및 표적 약물 전달과 같은 정밀한 의료 절차를 위한 잠재적으로 귀중한 도구입니다. 이 개발은 최소 침습 수술에서 더 높은 정밀도와 안전성을 제공하므로 의료 로봇 분야에서 중요한 단계를 나타냅니다. 연구진은 이 기술을 더욱 개선하고 추가적인 의료 응용 분야를 탐색할 계획입니다.

기관지경에서 나오는 로봇 바늘. 분수.

로봇은 생태학 연구의 핵심이 될 수 있다

마지막으로, 생태학 분야에서 Durham University의 로봇 공학 연구자들은 다양한 분야의 전문가들과 협력하여 전 세계 생물 다양성 손실을 완화하려는 목표로 동물이 생태학적 문제에 어떻게 적응하고 있는지 조사하고 있습니다. RoboRoyale 프로젝트를 이끄는 Farshad Arvin 박사는 소형 로봇 공학, 인공 지능 및 기계 학습을 결합하여 로봇 꿀벌을 개발합니다. 이 로봇 꿀벌은 여왕벌과 상호 작용하여 알을 낳고 벌집 행동에 영향을 미치는 페로몬 생산을 향상시키도록 설계되었습니다. 이 독특한 프로젝트는 시간이 지남에 따라 웰빙을 최적화하는 방법을 학습하는 다중 로봇 시스템을 사용하여 여왕벌에만 초점을 맞춥니다. 동시에 MammalWeb 프로젝트는 카메라 트랩 이미지를 수집하여 영국 포유류의 습관과 행동을 모니터링하고 기후 변화와 인간 활동이 생물 다양성에 미치는 영향을 다루고 있습니다. 이러한 이니셔티브는 로봇 공학 커뮤니티가 생태 연구에 혁신적인 기여를 했음을 나타냅니다.

로봇 개발 장치입니다. 분수.

다양한 분야에서의 지속적인 발전은 로봇 기술의 적응력이 뛰어나고 지속적으로 발전하는 특성을 강조하며 다양한 산업에 통합할 수 있는 새로운 기회를 제시합니다. 로봇 공학 분야의 점진적인 성장은 지속적인 헌신을 반영하고 이러한 개발이 미래에 미칠 수 있는 잠재적인 영향에 대한 통찰력을 제공합니다.

출처:

Apraiz, A., Mulet Alberola, JA, Lasa, G., Mazmela, M. 및 Nguyen, HN(2023년, 8월 16일). 산업 환경에서 인간-로봇 상호 작용을 평가하기 위한 새로운 휴리스틱 세트 개발: 휴리스틱 로봇 경험(HEUROBOX). 테두리. Xu, X., Wang, C., Xie, H., Wang, C. 및 Yang, H.(2023년 9월 4일). 케이블 구동 뱀형 로봇의 이중 루프 제어. MDPI. Music, Y., Romero, A., Matthias Müller, Koltun, V. 및 Davide Scaramuzza. (2023). 자율 주행의 한계에 도달: 최적 제어 대 강화 학습. 과학 로봇 공학, 8 (82). Mawah, S.C. 및 박 Y.-J. (2023년 9월 11일). 힘줄로 구동되는 가변 강성 소프트 그립 공압 로봇. MDPI. Worth, Ok., Peine, J., Mencattelli, M., Yash Chitalia, Pu, D., Looi, T., Stone, S., Drake, J.M. 및 Dupont, P.E.(2023). 로봇 공학을 사용하여 신경외과 의사의 손을 내시경 끝으로 이동합니다. 과학 로봇 공학, 8 (82). 자율 의료 로봇이 바늘을 생체 조직에 성공적으로 전달합니다. (노스 다코타). 컴퓨터 과학. 2023년 9월 23일에 액세스함 College, D. (날짜 미표시). 로봇 꿀벌을 만들고 포유류를 모니터링하기 위한 컴퓨터 과학 연구 – Durham College. www.durham.ac.uk. 2023년 9월 23일에 액세스함.