Morphobot을 만나보세요: 재활용 가능한 팔다리를 이용한 수색 및 구조의 재구성

Aug 12, 2023

Eric Sihiteet al.

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'모포봇(Morphobot)'이라는 단어가 마음 속에 스쳐 지나갈 때, 여러분의 생각이 즉시 매혹적인 트랜스포머의 세계로 흘러가는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 결국, 이 상징적인 우주에는 다양한 형태로 변신하여 차량, 사물, 심지어 생물체 사이를 원활하게 전환할 수 있는 놀라운 로봇 존재 그룹이 있습니다.

그런데 '모포봇(M4)'이라는 별명을 지닌 실제 로봇이 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 저널에 새로운 개발로 등장했습니다. 연구원들에 따르면 로봇은 바퀴, 프로펠러, 다리, 손 사이의 부속물을 교묘하게 변형하여 육지와 공중의 다양한 지형을 횡단할 수 있습니다.

새, 미어캣, 물개 등의 동물에서 영감을 얻은 이 놀라운 로봇은 인상적인 일련의 움직임을 보여줍니다. 쉽게 날고, 구르고, 기어가고, 웅크리고, 균형을 잡고, 심지어 넘어질 수도 있어 다양한 환경에 적응하고 탐색할 수 있습니다.

이번 연구 결과는 자연재해 이후 수색 및 구조 작업, 우주 탐사 임무, 자동화된 패키지 배송 시스템과 같은 중요한 작업에 사용되는 로봇의 설계를 향상시킬 수 있습니다.

어떤 동물들은 다양한 지형을 횡단하기 위해 팔다리의 용도를 변경함으로써 놀라운 적응력을 보여줍니다. 바다사자는 육지에서 걷기 위해 오리발을 사용하고, 미어캣은 더 나은 관찰을 위해 뒷다리로 서 있으며, 추카르 새는 날개를 사용하여 가파른 경사면을 오를 수 있습니다.

이러한 자연 현상에서 영감을 받아 Alireza Ramezani와 동료들은 각각 2개의 관절과 다리 끝에 고정된 덕트 팬으로 구성된 4개의 다리를 갖춘 로봇인 M4를 설계했습니다.

무게가 6kg, 길이가 70cm, 높이와 너비가 35cm에 달하는 이 로봇은 독특한 팬 디자인을 통해 다재다능함을 보여줍니다. 이 팬은 다리 역할, 프로펠러 추진기 또는 바퀴 역할 사이를 원활하게 전환할 수 있습니다.

보도 자료에 따르면 M4 로봇은 거친 지형을 걷고, 가파른 경사를 정복하고, 큰 장애물을 넘어설 수 있습니다. 또한 비행을 하고 낮은 천장 통로를 기어 다니면서 더 높은 수준으로 올라갈 수 있는 능력도 보여주었습니다.

이러한 발견은 다목적 부속 장치를 갖춘 로봇 설계의 장점을 실제로 보여줍니다. 기계에 다재다능한 기능을 부여함으로써 기계는 다양하고 까다로운 지형을 용감하게 모험할 수 있으며, 한때는 극복할 수 없을 것 같았던 장애물을 쉽게 극복할 수 있습니다.

우리는 대서양 깊은 곳에서 흥미진진한 이야기가 펼쳐졌던 며칠 전으로 돌아가면 됩니다. 심해 ROV(원격 조종 차량)가 실종된 잠수함의 미스터리와 탑승한 다섯 영혼의 운명을 밝히기 위해 미지의 세계로 모험을 떠났습니다. 그것은 중요한 발견을 했습니다: 잔해물.

궁극적으로 이러한 발전은 복잡한 환경에서 로봇이 달성할 수 있는 한계를 무너뜨려 탐구와 문제 해결의 새로운 시대를 열었습니다.

전체 연구는 6월 27일 Nature Communications에 게재되었으며 여기에서 확인할 수 있습니다.

연구 개요:

로봇 설계는 자연에서 많은 영감을 얻을 수 있습니다. 자연에서는 다기능 부속물을 모집하여 복잡한 지형을 탐색할 수 있는 탄력성과 내결함성 이동 전략의 많은 예가 있습니다. 예를 들어, 추카르(Chukars)나 호아친(Hoatzins)과 같은 새들은 날개를 네 발로 걷거나 날개를 이용한 경사 달리기에 맞게 용도를 변경할 수 있습니다. 이 동물들은 동일한 부속지를 다양한 방식으로 사용하고 다양한 이동 모드를 생성하는 인상적인 민첩성을 보여주며, 그 결과 다양한 환경과 상호 작용하고 탐색하고 서식지 범위를 확장할 수 있는 고도로 유연한 이동 특성을 갖게 됩니다. 동물의 부속기관을 용도 변경하는 로봇 생체모방을 통해 비교할 수 없는 능력을 갖춘 이동식 로봇을 만들 수 있습니다. 동물에서 영감을 받아 바퀴, 추진기, 다리 등 구성 요소를 다양한 방식으로 사용하여 육지와 공중을 포함한 구조화되지 않은 다중 기판 환경을 다룰 수 있는 로봇을 설계했습니다. 이 로봇은 Multi-Modal Mobility Morphobot, 줄여서 M4라고 불립니다. M4는 (1) 날기, (2) 구르기, (3) 크롤링, (4) 웅크리기, (5) 균형, (6) 텀블링, (7) 정찰 및 (8) 등 여러 액추에이터 유형으로 구성된 다기능 구성 요소를 사용할 수 있습니다. ) loco 조작. M4는 최대 45도의 가파른 경사면을 횡단할 수 있습니다. 균형 모드에 있을 때 큰 장애물이 있는 거친 지형. M4는 온보드 컴퓨터와 센서를 보유하고 있으며 구조화되지 않은 환경을 협상하기 위해 자체 모드를 자율적으로 사용할 수 있습니다. 우리는 M4의 설계와 다중 모드 기능을 보여주는 여러 실험을 제시합니다.