금속은 잊어버리세요. 로봇의 미래는 부드럽고 질척질척하다

실험실 어딘가에서 무언가가 꿈틀거리고 있습니다. 그것은 장어 로봇, 거대하고 어두워진 바닷물 탱크를 조용히 헤엄치고 있습니다. 리드미컬하고 리본 같은 움직임은 자연스러운 움직임을 반영합니다. 아니면 그것은 문어를 모티브로 한 로봇, 일종의 H.P.처럼 보입니다. 만약 러브크래프트가 100년 뒤에 태어나 호러 작가가 아닌 로봇공학자가 된다면 꿈을 꿀 수 있었을까요?

어쩌면 둘 다 아닐 수도 있습니다. 어쩌면 부드러운 고무 슬리브일지도 모르지만, 인간의 마음을 감싸는, 그리고 심부전에도 불구하고 계속 박동할 수 있도록 정기적으로 안도감을 주는 압박을 가합니다. 아니면 하이드로겔 그리퍼 손을 뻗어 헤엄치는 물고기를 잡아 다치지 않고 고정할 수 있습니다. 또는. 또는. 또는.

현실은 급성장하는 소프트 로봇공학 분야의 사례가 부족하지 않다는 것입니다. 로봇 공학 연구에서 가장 흥미롭고 빠르게 발전하는 분야 중 하나인 이 로봇은 공상 과학 소설이 우리에게 약속했던 단단한 금속 기계와는 다릅니다. 고무 재질로 만들어졌습니다. 또한 제작 비용이 훨씬 저렴하고 무게도 상당히 가벼우며 훨씬 더 많은 유연성과 (부드러운 재질을 고려하면 직관에 반하는) 내구성을 제공합니다. 그 과정에서 그들은 우리가 로봇으로 생각하는 것을 바꾸고 있으며 그 과정에서 자신들이 엄청나게 유용하다는 것을 증명하고 있습니다.

천 가지 용도의 로봇

이전에 금속이 지배했던 세계로 소프트 로봇이 급증하는 것은 Boston Dynamics와 같은 회사가 제작하는 전통적인 로봇에서 아무것도 빼앗지 않습니다. 전통적인 하드 로봇 공학의 발전으로 지난 몇 년 동안만 해도 생산 라인의 정밀 조립 작업부터 춤을 추다, 파쿠르 디스플레이 또는 올림픽에 적합한 백플립. 하지만 이러한 전통적인 로봇이 모든 것에 좋은 것은 아닙니다.

그들은 동일한 작업을 연속해서 여러 번 수행하는 데 능숙하며, 이는 예를 들어 Foxconn 공장의 컨베이어 벨트에 iPhone을 조립하는 데 도움을 줄 때 꼭 필요한 것입니다. 하지만 그들이 익숙한 구조화된 영역에서 그들을 제거하면 갑자기 그들의 놀라운 정확성이 한순간에 사라져.

이는 모든 종류의 이유로 문제가 되며, 특히 점점 더 로봇이 사람 및 다른 살아있는 사람들과 함께 일하게 될 것이라는 사실도 문제입니다. 이는 동료로서 인간과 직접 협력하는 것을 의미할 수 있습니다. 이는 또한 심혈관 부전 가능성에 직면하여 사람의 심장 박동을 유지하도록 고안된 앞서 언급한 로봇과 같이 훨씬 더 가까운 수준의 상호 작용을 의미할 수도 있습니다. 부분적으로 소프트 로봇의 인기가 높아지는 것은 이러한 시나리오 때문입니다.

"소프트 로봇공학의 또 다른 흥미로운 응용 분야는 수색 및 구조 분야입니다." 지아다 게르보니, 스탠포드 대학의 박사후 연구원으로 작년에 TED 토크 Digital Trends는 "유연하고 부드러운 로봇의 놀라운 잠재력"이라는 제목으로 말했습니다. “[제가 일하고 있는 연구실에는] 매우 의욕이 넘치는 동료 팀이 있습니다. 끝에서 자라나는 소프트 로봇 — 식물, 더 구체적으로 말하면 포도나무처럼 — 인간이 접근할 수 없는 고고학 유적지를 탐색할 수 있습니다. 매우 섬세한 유물로 가득 차 있거나 멸종 위기에 처한 동물의 섬세한 지하 서식지를 탐험할 수 있습니다. 종."

Gerboni의 자체 연구에는 의료 응용이 있습니다. 그녀는 현재 동료의 소프트 로봇이 원격 사이트에 접근하는 데 도움을 줄 수 있었던 것처럼 접근하기 어려운 신체 부위에 접근하기 위한 수술 도구로 사용할 수 있는 유연한 로봇을 연구하고 있습니다.

“현재 스탠포드에서 내가 하고 있는 연구는 간의 완전히 다른 부분에 도달할 수 있는 유연한 바늘을 사용합니다. 단일 삽입 지점이 있고 그 끝 부분으로 종양을 태울 수 있습니다. 즉, 열에 의해 종양 세포를 [파괴]할 수 있습니다.”라고 그녀는 계속했습니다. 조종 가능한 바늘은 우리가 생각하는 로봇이 아니지만 소프트 로봇이 열어준 가능성 중 하나입니다.

안녕 메탈?

소프트 로봇공학의 최신 발전은 특히 흥미롭습니다. 최근 연구자들은 이 질병을 제거하는 방법을 알아냈습니다. 소프트 로봇의 마지막 단단한 금속 부품. 이전 소프트 로봇에는 여전히 금속 밸브와 같은 부품이 필요했지만, 이 최신 소프트 로봇은 고무와 공기만 사용하여 작동할 수 있습니다. 전자 장치의 필요성을 가압 공기로 대체합니다. 내장. 이를 통해 일종의 디지털 로직 기반 소프트 컴퓨터를 사용해 기억과 의사결정을 소프트 소재에 직접 통합한다.

"고압과 저압의 상태는 디지털 신호와 유사하며, 1은 고압, 0은 저압과 같습니다." 필립 로테문트, 프로젝트 연구원 중 한 명이 우리에게 설명했습니다. “일반적으로 소프트 로봇의 제어는 전자 컨트롤러로 이루어지며 하드 밸브를 사용하여 하드/소프트 하이브리드 로봇이 만들어집니다. 우리의 소프트 컴퓨터를 사용하면 복잡한 제어를 소프트 로봇의 구조에 직접 통합할 수 있습니다.”

이 모든 것은 아직 비교적 초기 단계에 있지만, 빠르게 변화하는 소프트의 세계를 보여줍니다. 로봇 공학: 더 어려운 로봇보다 반세기 뒤쳐져 있지만 서둘러 최선을 다해 따라잡습니다. 위로. 그것도 효과가 있는 것 같습니다. 앞서 언급한 애플리케이션 외에도 소프트 로봇 그리퍼 물체를 손상시키지 않고 물체와 상호 작용할 수 있는 능력으로 인해 현재 조립 라인에서 사용되고 있습니다.

그러나 Giada Gerboni가 지적했듯이 소프트 로봇공학이 전통적인 하드 로봇과 충돌한다고 보는 것은 실수입니다.

“소프트 로봇이 더 낫다고 말할 수는 없지만 더 이상 고려하지 않을 수 없는 것은 로봇의 한 종류, 즉 로봇 공학을 수행하는 방법일 뿐입니다.”라고 그녀는 말했습니다. “소프트 로봇은 탐색 작업에서 큰 잠재력을 이미 입증했습니다. 몸을 쉽게 표현하며, 알 수 없는 물체와 갑작스러운 접촉으로 인해 탐색이 방해받지 않습니다. 사물. 그러나 조작 작업과 같은 로봇의 또 다른 매우 일반적인 작업의 경우 로봇이 [아주 적은 힘을 가할 수 있기 때문에 단단하지 않은 부품을 사용하는 것은 매우 나쁩니다. 많은 물체.] 또한 높은 차체 유연성과 자유도, 제한된 센서 통합으로 인해 정밀한 제어가 불가능하여 매우 정밀한 조작을 수행할 수 없습니다. 일."

단단하기도 하고 부드럽기도 하다

궁극적으로 우리 생활에 도움이 되는 진정한 로봇을 만드는 가장 좋은 방법은 자연에서 발견되는 재료처럼 단단한 것과 부드러운 것을 결합하는 것이라고 그녀는 말합니다. “인간을 보세요.” 그녀가 말했습니다. “부드러운 구성 요소뿐 아니라 견고한 구조와 표준 조인트를 갖춘 완벽한 로봇 기계입니다. [그들은] 다양한 상황에서 작업을 수행할 수 있지만 정확하고 힘을 발휘할 수도 있습니다.”

일부 연구자들은 소프트 로봇이 필요에 따라 강성을 갖도록 하는 재료를 탐색하거나 정밀도와 민첩성을 모두 달성하기 위해 다양한 강성 재료를 결합하는 데 바쁘기도 합니다. "소프트 로봇"이라는 용어는 10년 동안 거의 사용되지 않았지만 이미 틈새 시장을 개척하고 있습니다. (그리고 대중 문화에도 진출하고 있습니다. 디즈니의 사랑스러운 로봇인 Baymax를 확인해 보세요. 빅 히어로 6.)

로봇이 일상생활의 일부가 되는 세상으로 나아가면서 소프트 로봇은 그 어느 때보다 중요해질 것입니다. 한 가지 확실한 점은 2019년 현재 '로봇'이라는 단어는 더 이상 '금속 기계'와 동의어가 아니라는 점입니다.

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