EPFL 연구원들은 마시멜로부터 심장 박동까지 다양한 재료의 부드러움을 재현할 수 있는 촉각 장치를 개발하여 이전에 로봇 공학자들이 회피했던 믿을 수 없을 정도로 복잡한 문제를 극복했습니다.
부드러움에 대한 인식은 당연한 것으로 여겨질 수 있지만 아보카도의 익은 정도를 판단하는 것부터 건강 검진을 수행하는 것, 사랑하는 사람의 손을 잡는 것까지 많은 행동과 상호 작용에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 부드러움에 대한 인식을 이해하고 재현하는 것은 많은 감각 및 인지 과정을 포함하기 때문에 어렵습니다.
로봇 공학 연구자들은 촉각 장치를 사용하여 이 문제를 해결하려고 노력했지만 이전 시도에서는 부드러움 인식의 두 가지 필수 구성 요소인 피부 신호(손가락 끝 피부의 감각 피드백)와 운동 신호(작용하는 힘의 양에 대한 피드백)를 구별하지 못했습니다. 피부에). 손가락 관절).
“마시멜로를 손끝으로 누르면 부드러움을 알 수 있지만, 그 마시멜로 위에 딱딱한 쿠키를 올려놓고 다시 누르면 손가락 끝이라도 부드러운 마시멜로가 밑에 있다는 것을 알 수 있다. 대학 박사과정 학생인 무스타파 미티(Mustafa Miti)는 '표면이 고체에 닿는다'고 설명합니다. 재구성 가능한 로봇공학 연구실 EPFL 공과대학에서. “우리는 동일한 작업을 수행할 수 있는 로봇 플랫폼을 만들 수 있는지 확인하고 싶었습니다.”
Jamie Pike가 이끄는 RRL은 SORI(Softness Display Interface)를 통해 바로 그 목표를 달성했습니다. 피부 신호와 운동 신호를 분리함으로써 SORI는 다양한 실제 재료의 부드러움을 충실하게 재현하여 심해 탐사부터 로봇 보조 수술에 이르기까지 부드러움의 감각이 중요한 다양한 응용 분야를 가능하게 하는 로봇 공학의 공백을 메웁니다.
검색결과가 나타납니다. 미국국립과학원회보(PNAS).
부드러움은 사람마다 다르게 느껴지죠
신경과학적 및 심리학적 연구에 따르면 피부 신호는 표면과의 피부 접촉 정도에 크게 좌우되며 이는 부분적으로 신체 기형과 관련이 있는 경우가 많다고 Mete는 설명합니다. 즉, 손가락 끝보다 넓은 면적을 덮는 표면이 더 부드럽게 인식됩니다. 그러나 인간의 손가락 끝은 크기와 경도가 크게 다르기 때문에 한 손가락이 다른 손가락보다 주어진 표면에 더 많이 접촉할 수 있습니다.
“우리는 손가락의 모양이 다르기 때문에 내가 느끼는 부드러움이 당신이 느끼는 부드러움과 다를 수 있다는 것을 깨달았습니다. 그래서 우리 연구를 위해 먼저 손가락 끝의 기하학적 구조와 접촉 표면에 대한 매개 변수를 개발해야 했습니다. 팁의 부드러움 신호를 추정하기 위해 Mette는 설명합니다. “Finger.” 다음으로 연구원들은 다양한 재료에서 부드러움 매개 변수를 추출하고 두 매개 변수 세트를 SORI 장치에 매핑했습니다.
RRL 브랜드 기반 종이접기 로봇 부작용을 촉진한 연구 재구성 가능한 환경 그리고 터치 조이스틱SORI에는 모터가 장착된 종이접기 조인트가 장착되어 있어 더 단단하거나 유연하게 조절할 수 있습니다. 관절 위에는 움푹 들어간 실리콘 막이 있습니다. 공기 흐름으로 인해 필름이 다양한 각도로 팽창하여 손가락 끝을 중심으로 감싸게 됩니다.
운동 기능과 피부 기능의 새로운 분리를 통해 SORI는 두 명의 자원 봉사자를 대상으로 여러 번의 실험을 통해 쇠고기, 연어, 마시멜로를 포함한 다양한 재료의 부드러움을 성공적으로 재현했습니다. 또한 부드럽고 단단한 특성을 지닌 재료(예: 마시멜로 위의 쿠키 또는 가죽으로 묶인 책)를 모방합니다. SORI는 가상 실험에서 심장이 뛰는 느낌을 재현해 부드러운 소재를 움직이는 효과가 있음을 입증했습니다.
따라서 의학은 이 기술이 잠재적으로 적용될 수 있는 주요 영역입니다. 예를 들어 의과대학생에게 암성 종양을 발견하도록 훈련시키거나 수술을 수행하기 위해 로봇을 사용하는 외과의사에게 중요한 감각 피드백을 제공하는 것입니다.
다른 응용 분야로는 로봇을 이용한 우주 탐사나 심해 탐사 등이 있으며, 이 장치를 사용하면 과학자들은 먼 곳에서 발견된 물체의 부드러움을 느낄 수 있습니다. SORI는 또한 로봇 보조 농업의 가장 큰 과제 중 하나인 부드러운 과일과 채소를 으깨지 않고 수확하는 것에 대한 잠재적인 대답이기도 합니다.
“이것은 로봇을 위한 더 부드러운 센서 역할을 하기 위한 것이 아니라 사진이나 음악을 보내는 것처럼 디지털 방식으로 '터치' 느낌을 전달하기 위한 것입니다.”라고 Mette는 요약합니다.
“트위터를 통해 다양한 주제에 대한 생각을 나누는 아 동율은 정신적으로 깊이 있습니다. 그는 맥주를 사랑하지만, 때로는 그의 무관심함이 돋보입니다. 그러나 그의 음악에 대한 열정은 누구보다도 진실합니다.”