일본 과학 기술 종합 연구소(JAIST) 연구원들은 최근 코끼리 코에서 영감을 얻은 새로운 소프트 로봇 그리퍼를 개발했습니다. EleTac이라고 불리는 이 장치는 실제 생명체처럼 접촉하는 물체를 "감지"할 수 있어 소프트 로봇을 위한 햅틱 기술에 혁신적인 혁신을 가져옵니다.
기존의 소프트 로봇 그리퍼는 일반적으로 외부 카메라나 추가 센서를 사용하여 물체를 감지하고 파악합니다. 하지만 그리퍼가 물체를 완전히 감싸면 외부 카메라가 시야가 가려져 접점의 실시간 상태를 확인할 수 없는 경우가 많습니다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 연구팀은 생각을 바꾸어 그리퍼에 번거로운 외부 센서를 설치하는 대신 그리퍼 전체를 대형 센서로 바꾸었습니다.
EleTac 그리퍼는 부드럽고 고무 같은 소재로 만들어졌으며 두 개의 유연한 손가락이 특징입니다. 내장된 모터를 사용하지 않지만 공압 터널의 진공 압력에 의존하여 작동합니다. 공기가 빠져나가면 부드러운 벽이 안쪽으로 구부러져 두 손가락이 천천히 모이고 물체를 부드럽게 집어 넣을 수 있습니다. 핵심 혁신은 그리퍼 내부에 숨겨져 있습니다. 작은 내부 카메라가 각 손가락 끝에 통합되어 있어 물체와 접촉할 때 실시간으로 자체 "피부"의 변형을 관찰할 수 있습니다. 또, 선명하고 밝은 영상을 확보하기 위해 연구진은 내부에 빨간색, 녹색, 파란색 LED 조명으로 구성된 조명 시스템도 설치했다.
연구팀은 그리퍼의 변형을 수백 장의 이미지로 촬영한 뒤, 이 데이터를 활용해 인공지능 알고리즘을 훈련시켜 가해진 힘의 크기, 물체의 형태, 손가락이 구부러지는 정도 등을 정확하게 인식했다. 일련의 실험에서 그리퍼는 얇은 모래층 아래에 완전히 묻힌 볼펜을 찾아 잡는 등 매우 어려운 여러 작업을 성공적으로 완료했습니다. 외부 카메라는 묻힌 펜을 전혀 볼 수 없었기 때문에 로봇은 손가락 끝의 "촉각" 터치에만 전적으로 의존하여 모래와 펜 사이의 질감 차이를 감지하고 펜을 정확하게 찾아 들어 올립니다. 또한 EleTac은 스펀지를 손에 쥐고 설거지를 하며, 촉각 피드백을 바탕으로 그립력을 실시간으로 조절해 청소 작업을 안전하게 완료한다.
연구팀은 쥐기와 촉각 감지를 결합한 이 기술이 차세대 로봇이 미래에 깨지기 쉬운 물건을 더 편안하게 다루고, 설거지보다 더 복잡하고 까다로운 일상 작업을 수행하는 데 도움이 되기를 바라고 있습니다.