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인체구조에서 영감을 얻은 근골격형 휴머노이드의 구성과 설계

전문가 제언: ○ 인공근육이란 인간의 근육처럼 유연하게 신축하는 액추에이터(actuator)의 통칭으로 사용된다. 여기에는 고분자 재료를 이용한 폴리머 액추에이터, 형상기억 합금을 이용한 형상기억 액추에이터, 정전기력을 이용한 정전 액추에이터, 그리고 공기압을 이용한 공압 액추에이터(공기압 인공근육: pneumatic artificial muscle) 등이 있다.

○ 공기압 인공근육 액추에이터(pneumatic artificial muscle actuator)는 특성이 복잡하여 환경 변화에 대한 영향을 받기 쉽고 모델화하는 것이 곤란하다. 한편으로 생물과 같이 관절을 길항 구동(antagonistic drive)함으로써 구동력뿐만 아니라 관절에 수동성을 부여할 수도 있다. 이러한 액추에이터에 의해 구성되는 로봇은 신체의 원동력을 모델로 표현하는 것이 곤란하며, 또한 감속기를 이용한 모터 구동과는 달리 직접 구동되고 있으므로 환경 변화의 영향을 받기 쉽다.

○ 최근 들어 새로운 주목을 받기 시작한 공기압 인공근육 액추에이터는 미래사회를 다룬 여러 SF 영화 속에서 터미네이터, 로봇 아이 등 여러 모습으로 만날 수 있다. 최근에 와서 병원에서 활동하는 간호 로봇, 장난감으로 만들어진 형형색색의 물고기, 그리고 사이버네틱스(cybernetics)와 생물(Organism)의 합성어인 사이보그(Cyborg)를 다룬 영화 로보캅(RoboCup)처럼 수족을 잃은 사람들에게도 차츰 인공근육을 적용해 가고 있는 추세라고 사료된다.

○ 수동보행 로봇은 기계장치가 아주 적고, 중력의 힘을 이용하는 로봇이다. 일단 발목으로 일어서면 인간처럼 중력에 의지하여 서 있을 수도 있으며, 또한 내리막길은 모터가 없어도 걸어서 내려올 수 있다. 이러한 수동형 보행 원리를 이용한 수동보행 로봇은 한국과학기술원(KAIST)에서 개발한 HUBO(Humanoid Robot)와 일본 Honda Motor Co.에서 개발한 2족 보행 휴머노이드 로봇 ASIMO에 비해 10배 이상 낮은 전력으로 보행할 수 있다.

저자: Ikuo Mizuuchi
자료유형: 학술정보