로봇이 치료적 목적으로 전통 중국 마사지 기술을 모방하다.

최근 몇 년 동안 로봇공학자들은 결국 의료 및 보호 시설에 도입될 수 있는 광범위한 시스템을 개발했다. 여기에는 의료 로봇과 인간 사용자에게 동반자 관계나 도움을 제공하도록 설계된 로봇이 모두 포함된다.

상하이 교통대학교와 상하이 과학기술대학교의 연구원들은 최근 전통 중의학(TCM) 기술을 사용하여 인간 사용자에게 마사지를 제공할 수 있는 로봇 시스템을 개발했다. arXiv 사전 인쇄 서버의 논문에 소개된 이 새로운 로봇은 결국 다양한 유형의 통증이나 불편함을 겪고 있는 환자를 위한 추가 치료 도구로 의료, 웰빙 및 재활 시설에 배치될 수 있다.

"우리는 적응형 어드미턴스 제어 알고리즘을 채택하여 힘과 위치 제어를 최적화하고 안전과 편안함을 보장한다."라고 유안 쑤(Yuan Xu), 쿠이 휴앙(Kui Huang), 웨이차오 구오(Weichao Guo) 및 러이 두(Leyi Du)가 논문에 썼다. "이 논문은 운동학적 및 동적 관점에서 주요 TCM 기술을 분석하고 이러한 마사지 기술을 재현하는 로봇 시스템을 설계한다."

연구원들이 개발한 로봇 시스템은 두 개의 jaka zhu7 로봇 팔로 구성되어 있으며, 각 팔 끝에 다기능 마사지 손이 설치되어 있다. 이 기계적 마사지 손은 모양과 크기가 인간의 손과 비슷하다.

이 손은 4가지 작동 모드를 갖추고 있으며, 장부 장기와 경락 개념과 같은 고대 원리에 기반한 다양한 TCM 마사지 기술을 재현하도록 설계되었다. 4가지 작동 모드는 팜펀치, 진동, 반죽 및 손가락 기술 기능 모듈로 구동된다.

팜펀치 기능은 사용자의 등에 손가락을 벌려 팜 마사지를 하고 주먹을 꽉 쥐어 주먹 마사지를 하는 것을 수반한다. 진동 기능은 모터를 사용하여 진동 기반 마사지에 사용되는 것과 같은 고주파 진동을 시뮬레이션한다.

출처: Xu et al.

반죽 기능 모듈은 반죽 모터를 사용하여 엄지 손가락이 손의 다른 네 손가락과 함께 사용자의 피부를 꼬집어 반죽 마사지를 생성한다. 마지막으로 손가락 기술 기능을 통해 로봇이 다른 손가락 기반 마사지를 수행할 수 있다.

"우리는 적응형 어드미턴스 제어를 기반으로 하는 컴플라이언스 제어 알고리즘을 채택하여 힘과 위치 제어를 최적화하여 환자 자세 변화 및 근육 경직 차이와 같은 과제를 해결하고 마사지 과정의 안전성과 편안함을 보장하는 것을 목표로 했다."라고 쑤, 휴앙 및 동료 연구진은 이렇게 썼다.

"또한 이 논문은 마사지 기술을 결합하여 운동학적 및 동적 관점에서 몇 가지 일반적인 마사지 방법을 심층 분석하고 해당 기계적 마사지 손을 설계하며 로봇 기술을 사용하여 이러한 기존 기술을 복제하고 자동화한다."

연구진은 먼저 Optitrack이라는 모션 캡처 시스템과 ZTC-II라는 마사지 강도 측정 기기를 사용하여 전문 TCM 마사지 치료사로부터 시범 데이터를 수집했다. 그런 다음 이 데이터를 사용하여 로봇 마사지 시스템의 동작을 제어하고 계획하는 머신러닝 알고리즘을 학습했다.

"이러한 기술을 도입함으로써 이 논문은 마사지 기술의 로봇 구현에 대한 이론적 지원과 실제적 지침을 제공하고, 전통 중국 마사지와 현대 로봇 기술을 통합하고 보조 치료 방법에 대한 새로운 응용 가능성을 열어준다."라고 쑤, 휴앙 및 동료 연구진은 썼다.

연구진은 실제 실험을 실행하여 시스템의 프로토타입을 테스트하고 다양한 TCM 마사지 기술을 효과적으로 복제하는 능력을 평가했다. 그들은 로봇이 두드리기, 누르기, 밀기 및 진동의 네 가지 마사지 기술을 성공적으로 효과적으로 재현한다는 것을 발견했다.

미래에는 로봇을 개선하고 치료 환경에서 테스트하여 성능을 평가하고 인간 사용자가 이에 어떻게 반응하는지 알아볼 수 있다. 또한 이 최근 연구는 다른 연구팀이 자동화된 마사지 시스템을 만들고, 아마도 휴식이나 재활을 위해 다른 마사지 스타일을 복제하도록 영감을 줄 수 있다.