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공기압 로봇을 위한 촉각 감성을 가진 인공 손가락 연구

전문가 제언: □ 인간의 피부 감각은 온각, 냉각, 촉각, 압각, 통각의 5가지로 나누어지는데 이 중에서 온각과 냉각은 온도를 느끼는 부분이고, 촉각, 압각, 통각은 역학적 자극을 느끼는 부분이다. 여기서 언급하는 촉각은 부드러운 붓끝으로 피부의 표면을 가볍게 쓰다듬었을 때에 체험하는 감각을 말하며, 압각은 손가락 끝으로 피부의 표면을 눌렀을 때 체험하는 감각을 말한다. 인간의 피부감각 중에서 촉각과 압각은 피부 및 피하 조직 내의 비틀림이나 압축 변형 등의 물리적 자극을 수용함으로써 의식에 떠오르는 감각이다. 이 촉각과 압각의 역학적 자극을 전기신호로 바꾸는 센서는 앞으로 고성능 로봇 개발에서 대단히 중요하다.

□ 인간의 촉각 감성 정보를 얻기 위해 의미미분법(SD법)에 관한 관능시험을 시행하며, 이 시험에서 얻어진 다변량 데이터를 요인 분석하여 촉각 감성 시스템을 구축하였다. 그리고 인간의 감각 수용기와 같은 특징을 가진 비틀림 게이지, 압전소자, 열전대를 센서로 한 인공 손가락을 제작하고, 여러 가지 소재를 인간에 가까운 감성에 의해 측정 가능한 인공 손가락을 개발하였다.

□ 위에서 언급한 인간의 감각 수용기와 같은 특징이나 심리 평정실험 결과에 따라 딱딱함, 진동, 열 이동을 인간이 센싱하고 있는 물리적 파라미터로 간주하고, 이들을 선정하기 위해 딱딱함 파라미터의 측정, 진동 파라미터의 측정, 열 이동 파라미터의 측정을 실시하였다. 그리고 이렇게 얻어진 물리적 파라미터를 신경망 구축 시 입력신호로 활용하였다.

□ 공기압 로봇을 위한 촉각 감성을 가진 인공 손가락을 연구하기 위해 뉴럴 네트워크를 사용하여 물리적 자극을 패턴 인식하는 촉각 감성 시스템을 실현하였다. 이 시스템을 통해 인간에 가까운 내부 기능을 구비한 네트워크를 구성함으로써 의사체험적(擬似體驗的)인 인간의 촉각 감성을 실현시킬 수 있게 되었으며, 이러한 인공 손가락의 개발로 촉각 디스플레이 장치 개발에 한걸음 더 나아가기를 기대한다.

저자: Yosimitu S.
자료유형: 학술정보