로봇 몸체에 자신을 빔으로 발사할 수 있다는 것은 실용적인 것부터 공상적인 것까지 모든 종류의 응용 프로그램이 있다. 이를 가능하게 하는 기존 인터페이스는 부피가 큰 경향이 있지만 중국 연구원들이 만든 무선 전자 피부는 훨씬 더 자연스러운 제어를 약속한다.

지능형 로봇이 언젠가는 인간의 손재주와 적응력을 따라잡을 수는 있지만, 우리가 원하는 많은 작업을 수행하는 데 여전히 어려움을 겪고 있다. 한편, 많은 사람들은 인간이 로봇 몸체를 원격 조작할 수 있는 방법을 만드는 것이 유용한 중간 집이 될 수 있다고 믿는다.

이 접근 방식은 인간에게 위험하지만 여전히 자율 로봇의 능력을 넘어선 시나리오에 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, 폭탄 처리 또는 방사성 폐기물 청소, 또는 더 정확하게는 전염성이 높은 환자를 치료하는 의료 전문가이다.

원격 제어 로봇은 이미 존재하지만 자연스러운 신체 움직임을 통해 로봇을 제어할 수 있어 훨씬 더 직관적인 경험을 할 수 있다. 또한 실용적인 로봇 외골격과 더 나은 보철을 개발하고 사용자가 로봇 몸체를 제어하는 몰입형 엔터테인먼트 경험을 만드는 것을 가능하게 하는 데도 중요할 수 있다.

인간의 움직임을 로봇의 신호로 변환하는 솔루션이 존재하지만 일반적으로 사용자가 착용해야 하는 성가신 장비나 복잡한 컴퓨터 비전 시스템을 사용해야 한다.

이제 중국의 연구원 팀은 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있는 센서, 무선 송신기 및 작은 진동 자석으로 가득 찬 유연한 전자 피부를 만들었다. 이 패치를 손, 팔뚝 또는 무릎과 같은 신체의 다양한 부분에 부착함으로써 시스템은 사용자의 움직임을 기록하고 로봇 장치에 전송할 수 있다.

Science Advances에 발표된 논문에 설명된 이 연구는 최근 몇 년 동안 유연한 전자 장치의 급속한 발전을 기반으로 하지만 많은 구성 요소를 작고 강력하며 사용자 친화적인 패키지로 포장하는 데 크게 기여했다.

시스템의 센서는 기계적 스트레스를 받을 때 전기 저항이 변하는 압 저항 재료에 의존한다. 이를 통해 벤딩 센서 역할을 할 수 있으므로 패치가 사용자의 관절에 부착될 때 저항 변화는 구부러진 각도에 해당한다.

이 센서는 뱀처럼 위아래로 흔들리는 구리선을 통해 중앙 마이크로 컨트롤러에 연결된다. 이 지그재그 패턴을 사용하면 와이어를 늘리거나 구부릴 때 와이어가 쉽게 확장되어 스트레스를 받아 끊어지는 것을 방지할 수 있다. 그런 다음 센서의 전압 신호는 Bluetooth를 통해 처리되고 근처 로봇 장치나 컴퓨터로 직접 전송되며, 로컬 네트워크나 인터넷을 통해 전달할 수 있다.

결정적으로, 연구원들은 피드백 시스템도 구축했다. 동일한 압 저항 센서를 로봇 장치의 부품에 부착할 수 있다(예: 압력 센서로 작동할 수 있는 손가락 끝 부분).

이 센서의 신호는 전자 피부로 전송되어 얼마나 많은 압력이 가해졌는지에 따라 다른 주파수로 진동하는 작은 자석을 제어하는 데 사용된다. 연구원들은 로봇 손을 제어하는 인간이 피드백을 사용하여 다양한 수준의 경도를 가진 고무 큐브를 구별할 수 있음을 보여주었다.

중요한 것은 피드백 신호에 대한 응답 시간이 Bluetooth를 통해 직접 작동하는 동안 4마이크로초만큼 낮았고 로컬 Wi-Fi 네트워크를 통해 작동하는 경우 350마이크로초로 인간이 촉각 자극에 반응하는 데 걸리는 550마이크로초 미만이라는 점이다. 그러나 인터넷을 통해 신호를 전송하면 응답 시간이 30~50밀리초로 상당히 길어졌다.

그럼에도 불구하고 연구원들은 VR 고글의 시각적 피드백과 다양한 구성의 패치를 결합하여 인간 사용자가 손가락으로 원격 제어 자동차를 제어하고 로봇 팔을 사용하여 코로나 면봉 테스트를 수행하고 기본 인간형을 얻을 수 있음을 보여주었다. 로봇이 걷고, 쪼그리고 앉고, 방을 청소하고, 환자에게 간호하는 것을 돕는다.

패치는 모든 햅틱 피드백 장치가 최대 전력으로 한 시간 이상 지속적으로 작동하기에 충분한 주스를 제공하는 온보드 리튬 이온 배터리로 구동된다. 대기 모드에서는 거의 2주 동안 지속될 수 있으며 장치의 구리선은 배터리를 무선으로 충전하는 안테나 역할도 할 수 있다.

필연적으로 시스템은 실제 환경에서 사용되기 전에 상당한 정교함이 필요하다. 그러나 인상적인 기능과 깔끔한 디자인은 로봇을 원격으로 제어할 수 있는 눈에 거슬리지 않는 유연한 센서가 그리 멀지 않을 것임을 시사한다.

이미지 출처: Geralt / 23811 이미지