지능로봇연구실 ‘지능형 창작 로봇 및 캡스톤 디자인 경연대회’서 수상

  지난 9월 5일(토) 우리대학 전기정보공학과 지능로봇연구실의 캡스톤디자인 팀(팀명: Pf.’s hand(Cable-driven Anthropomorphic Dexterous Robot Hand))이 ‘제19회 지능형 창작 로봇 및 캡스톤 디자인 경연대회’에서 시연발표 부문 최우수상 및 포스트부문 우수상을 수상했다. ‘제19회 지능형 창작 로봇 및 캡스톤 디자인 경연대회’는 대전광역시가 주관하고 충남대학교가 주최하는 대회로서, 지난 9월 5일(토) 대전컨벤션센터에서 개최됐다. 올해는 코로나-19로 인해 지능형 창작로봇 경진대회만 개최됐으며 포스터 분야와 발표 분야가 온라인으로 진행됐다. ‘지능형 창작 로봇 및 캡스톤 디자인 경연대회’는 국가 발전의 원동력이 되는 공학도들에게 창의성을 고취하고, 미래 지향적이며 전자, 기계, 컴퓨터 기술의 집약체인 로봇에 대한 흥미를 유발해 미래의 유망한 엔지니어를 발굴·격려하기 위한 목적을 가지고 있다.

▲'Pf.'s hand'팀의 로봇 손

  ‘Pf.’s hand’ 팀의 지도교수는 이수영 우리대학 전기정보공학과 교수이며, 팀원은 금현주(전정·17) 김태욱(전정·16), 민성재(전정·17), 이동현(안전·15)으로 총 네 명이다. ‘Pf.’s hand’ 팀의 수상작인 로봇 손은 사람 손과 유사한 모습을 가지면서도 *파지력이 좋은 병렬 케이블 구동 방식의 새로운 모델이다. 해당 팀은 수상작에 대해 “모터를 손가락 관절에 부착하는 기존 로봇 손 방식에서는 손의 크기 제한을 충족시키기 위해 작은 모터를 쓸 수 밖에 없으며, 따라서 실제 사람 손만큼의 힘을 충분히 낼 수 없다”라며, “이를 해결하기 위해 손가락 관절의 모터를 여유 공간으로 이동시켜 큰 모터로 대체함으로써 로봇 손의 외형이 사람 손과 비슷하고, 또한 큰 힘을 낼 수 있는 케이블 구동형태의 로봇 손을 제안했다”라며 로봇 손 개발 시 발생하는 문제와 팀이 제시한 해결책에 관해 설명했다.

  기존의 로봇 손 모델에서는 손가락 각 관절의 모터가 전(前) 관절 모터에 대한 부하로 작용한다. 예를 들어 손가락 말단 관절에 있는 모터 무게는 손가락 가운데 관절에 대해 부하로 작용하는데, 케이블을 이용한 구동방식은 각 관절 모터들을 로봇 손 밖으로 배치함으로써 모터가 차지하던 무게와 부피가 줄어든다. 이는 로봇 손의 가반 부하량을 높이고 크기제약을 줄이면서 강한 힘을 낼 수 있다는 큰 장점이 있다. 이외에도 로봇 손은 적은 수의 모터를 쓰면서 손가락이 파지하고자 하는 물체의 모양에 대한 적응성이 있는 과소구동의 특징을 가진다. ‘Pf.’s hand’ 팀의 로봇 손은 이러한 원리를 통해 사람 손의 외형과의 유사성, 다양한 물체를 잘 잡을 수 있음을 실험을 통해 확인했다.

  팀원 중 한 명인 금현주(전정·17)씨는 “캡스톤디자인을 시작하며 본 작품을 제작하는 과정에서 로봇공학 전반에 관해 많은 것을 배웠다”라며 “좋은 성과를 낼 수 있도록 협력을 아끼지 않은 민성재 팀장, 그리고 팀원들에게 매우 감사드린다”고 수상 소감을 전했다. 해당 팀은 올해 5월 ‘2020 ICT 융합 프로젝트 공모전’에서도 수상한 경력이 있으며, 같은 해 7월과 10월에 각각 ‘2020 ICROS 국내학술대회’와 ‘2020 ICCAS 국제학술대회’에 로봇 손 관련 논문을 게재한 바 있다.

  *파지력: 손으로 무엇인가를 움켜쥐고 있을 때 발생하는 힘