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TAA gripper (Thumb Adduction/Abduction gripper)
작성자 : 관리자작성일 :2019-04-30 20:00:00조회수 : 1569
그립퍼(gripper)로봇 핸드(robotic hand)와 같은 휴머노이드 로봇의 말단 장치는 사람의 손과 같이 단순히 물체를 잡는 역할뿐만 아니라 주변 환경과 직접적인 상호작용 통로를

제공합니다. 큰 의미에서 그립퍼는 로봇 핸드를 포함하는 개념이지만 여기서는 둘을 구분하여, 그립퍼는 낮은 자유도(1~3 자유도)를 갖는 단순한 형상의 말단 장치를 지칭하며 로봇

핸드는 사람의 손과 같이 높은 자유도(20 자유도 이상)를 갖는 말단 장치의 의미로 사용하겠습니다.



사람의 손과 더 유사하며 다양한 동작을 수행할 수 있는 로봇 핸드가 그립퍼에 비해 당연히 더 많은 장점을 가질 것과 같이 보이지만 휴머노이드 로봇의 말단 장치라는 제한 조건에

의해 그립퍼와 로봇 핸드는 각각의 장점과 문제점을 동시에 갖습니다. 그립퍼 다양한 동작을 구현하지 못하는 대신 가벼운 무게와 큰 힘을 낼 수 있으며 로봇 핸드는 섬세한 동작이

가능하지만 구동기의 수가 많아 무겁고 높은 출력의 구동기를 사용할 수 없어 사람 손 수준의 힘을 낼 수 없습니다.




기존 말단장치의 문제점들을 해결하고 휴머노이드 로봇의 작업 효율을 높이기 위하여 그립퍼와 로봇 핸드의 각각의 장점을 살려 낮은 자유도에서 강한 힘을 내는 동시에 물체 조작

능력을 갖는 새로운 말단 장치, TAA gripper를 설계하였습니다. 엄지손가락이 물체 조작 능력에 있어 중요한 역할을 하는 것에 초점을 맞추어 TAA gripper에는 사람의 엄지 손가락

carpometacarpal 관절의 Adduction/Abduction(AA)방향 회전을 담당하는 관절이 설계되었으며 이를 이용하여 그립퍼가 물체를 잡은 상태에서 물체를 회전시킬 수 있습니다.



그립퍼는 3개의 동일한 구조의 손가락으로 구성되며 2개는 검지와 중지, 나머지 하나는 엄지의 역할을 수행합니다. 각각의 손가락은 사람의 손가락과 같이 3개의 관절로 구성되나

하나의 구동기로 동작하며 부족한 자유도를 보상하기 위해 4절 링크 체인 구조를 적용하였습니다.



사람 손이 물체를 잡는 동작은 16개로 구분이 가능합니다. TAA gripper는 물체의 형상에 맞춰 안정적으로 물체를 잡을 수 있는 adaptive grasping을 통해 사람의 손동작 중 13개의

동작을 구현할 수 있습니다. 뿐만 아니라 손가락과 엄지의 AA관절을 통해 실린더 형상의 물체를 포함하여 일상에서 자주 사용되는 펜, 카드, 박스 등의 다양한 물체의 손 안 회전(in-

hand manipulation)이 가능해졌습니다. 사람과 유사한 동작이 가능하며 동시에 휴머노이드 로봇에 적용하기 적합한 말단 장치 개발을 통하여 로봇과 환경 그리고 사람 사이의 더욱

다양한 상호작용을 기대하고 있습니다.



Figure 1 TAA gripper, (좌)Thumb abduction 상태 (우)Thumb adduction 상태
Figure 1 TAA gripper, (좌)Thumb abduction 상태 (우)Thumb adduction 상태








- 연구센터명(연구실명) : 디지털휴먼센터
- 작성자 이름/직위 : 김승연/연구원
- 전문분야 : 기계
- Email : ksy0711@snu.ac.kr
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