카네기 멜론 대학교 컴퓨터 과학부 로봇 공학 조교수인 창류 류(Changliu Liu)는 "인간과 상호 작용하는 동안 로봇을 더 똑똑하게 만드는 데 사용할 수 있다."라고 말한다.

짜는 사람이 모든 종류의 원사를 사용하여 양말, 모자 또는 모든 크기나 모양의 스웨터로 바꿀 수 있는 것처럼 편직된 로봇스웨터(RobotSweater) 패브릭은 고르지 않은 3차원 표면에 맞게 사용자 정의할 수 있다.

"편직기는 실을 평평하지 않고 구부러지거나 울퉁불퉁할 수 있는 모양으로 패턴화할 수 있다."라고 최근 몇 년 동안 섬유 제조에 중점을 둔 연구를 수행한 컴퓨터 과학 학교의 조교수인 제임스 맥캔(James McCann)은 말한다. "그것은 우리가 구부러지거나 울퉁불퉁한 로봇에 맞는 센서를 만들 수 있다고 생각하게 만들었다."

일단 편직된 천은 특히 안전이 가장 중요한 산업 환경에서 사람이 만졌을 때 로봇이 "느끼도록" 하는 데 사용할 수 있다. 산업에서 인간과 로봇의 상호 작용을 감지하기 위한 현재 솔루션은 방패처럼 보이며 류(Liu)는 일부 부품이 변형되어야 하기 때문에 로봇의 전체 몸을 덮을 수 없는 매우 단단한 재료를 사용한다고 말한다.

로봇스웨터(RobotSweater)를 사용하면 로봇의 전신을 덮을 수 있으므로 충돌 가능성을 감지할 수 있다.

로봇스웨터(RobotSweater)의 편직물은 전기를 전도하기 위해 금속 섬유로 만든 두 개의 전도성 원사로 구성된다. 그 둘 사이에는 그물 모양의 레이스 패턴 레이어가 끼어 있다. 직물에 압력이 가해지면(누군가 만지는 경우) 전도성 원사가 회로를 닫고 센서가 이를 읽는다.

"힘은 행과 열을 함께 밀어 연결을 닫는다."라고 컴퓨터 과학 조교수이자 RoboTouch 연구소의 이사인 웬전 위안(Wenzhen Yuan)은 말한다. "전도성 줄무늬를 통해 힘이 가해지면 층은 구멍을 통해 서로 접촉한다."

수십 또는 수백 개의 샘플 및 테스트를 포함하여 니트 레이어를 디자인하는 방법 외에도 팀은 배선 및 전자 구성 요소를 부드러운 섬유에 연결하는 또 다른 문제에 직면했다.

맥캔(McCann)은 “성가신 물리적 프로토타이핑과 조정이 많이 있었다. "이 작업을 수행하는 학생들은 유망해 보이는 것에서 실제로 작동하는 것으로 간신히 갈 수 있었다."말한다.

효과가 있었던 것은 편직물의 각 줄무늬 끝에 부착된 스냅 주위에 와이어를 감는 것이었다. 스넵은 e-텍스타일로 알려진 전자 요소로 직물을 만드는 애호가도 사용할 수 있는 비용 효율적이고 효과적인 솔루션이라고 맥캔(McCann)은 말한다.

"이러한 것들을 함께 강력하게 부착하는 방법이 필요하다. 스트레칭을 처리할 수 있지만 실을 파괴하지 않을 것이다."고 그는 팀이 유연한 회로 기판 사용에 대해서도 논의했다고 덧붙였다.

로봇스웨터(RobotSweater)는 로봇 본체에 장착되면 접촉 분포, 모양 및 힘을 감지할 수 있다. 또한 현재 대부분의 로봇이 의존하는 시각 센서보다 더 정확하고 효과적이다.

위안(Yuan)은 "로봇은 인간이 밀거나 인간의 사회적 제스처에 반응하는 방식으로 움직일 것"이라고 말했다.

연구에서 팀은 로봇스웨터(RobotSweater)를 착용한 반려 로봇을 미는 것이 어느 방향으로 이동하거나 머리를 어느 방향으로 돌릴지 알려주는 것을 시연했다. 로봇 팔에 사용될 때 로봇스웨터(RobotSweater)는 팔의 움직임을 안내하기 위해 사람의 손에서 밀도록 허용하는 동시에 팔을 잡고 그리퍼를 열거나 닫으라고 지시했다.

향후 연구에서 팀은 터치스크린에서 사용되는 스와이프 또는 집기 동작의 반응을 프로그래밍하는 방법을 탐색하고자 한다.

연구원들은 2023 IEEE 국제 로봇 공학 및 자동화 회의(ICRA)에서 현재 사전 인쇄 중인 RobotSweater 연구 논문을 발표할 예정이다. 추가 공동 저자는 캘리포니아 대학교, 산타 바바라 및 카네기 멜론 출신이다.

출처: 카네기 멜론 대학교