영국 브리스톨 대학교(University of Bristol)의 연구원들이 로봇용 또는 로봇 보철물의 구성 요소로 설계된 3D 인쇄 손가락 끝을 만들었습니다. 이 구조는 인간의 피부에서 발견되는 진피유두를 모방한 것으로, 진피와 표피 사이에 존재하며 인간의 접촉에 중요한 작은 돌출부입니다. 인쇄된 손가락 끝에서 젖꼭지는 유연한 “피부” 코팅 아래에 있는 바늘 모양 구조의 3D 인쇄 메쉬로 만들어지며, 젖꼭지의 변위와 이동 속도는 로봇이 무엇을 만지고 있는지 알려줍니다. 지금까지 인공 신경 기록과 관련하여 인공 손가락 끝은 인간의 피부를 가깝게 모방하는 것으로 나타났습니다.
무언가를 잡는 것과 같은 일상적인 작업을 수행할 때 우리는 신체의 복잡성과 복잡성을 당연하게 여기는 경향이 있습니다. 그러나 우리의 손가락 끝은 우리가 만지고 있는 표면의 특징을 매우 민감하게 측정할 수 있게 해주며 주어진 물체를 적절하게 조작하기 위해 정확한 힘을 가할 수 있게 해줍니다. 로봇 보철이나 기타 로봇 잡기 장치를 만드는 것과 같이 신체를 모방하려는 연구원들은 이 복잡성을 잊은 적이 없습니다.
현재 로봇과 로봇 보철은 물체를 잡고 조작하는 기교가 다소 제한적입니다. 로봇의 손가락이 만지고 있는 것을 실제로 느낄 수 없을 때 올바른 힘을 가하는 것은 어려운 작업이 될 수 있습니다. 이 최신 기술은 그것을 바꾸는 것을 목표로 합니다. 이 3D 인쇄된 손가락 끝은 인식을 향상시키기 위해 인간의 피부를 모방합니다.
연구에 참여한 연구원인 네이선 레포라(Nathan Lepora)는 “우리 연구는 인간 피부의 복잡한 내부 구조가 인간의 촉각을 어떻게 만들어내는지 밝혀내는 데 도움이 된다”고 말했다. “이것은 소프트 로봇 공학 분야의 흥미로운 발전입니다. 촉각 피부를 3D 인쇄할 수 있으면 더 민첩한 로봇을 만들거나 내장 햅틱을 제공하여 의수 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.”
인간 피부에서 발견되는 진피 유두를 시뮬레이션하기 위해 연구원들은 복잡한 구조를 만들기 위해 딱딱한 재료와 부드러운 재료를 혼합할 수 있는 정교한 3D 프린터를 사용했습니다. 그들은 손가락 끝에서 얻은 인공 신경 기록과 실제 신경 데이터를 비교하여 인공 손가락 끝이 실제와 얼마나 가까운지를 평가했습니다.
“우리는 3D 인쇄된 촉각 손가락 끝이 실제 촉각 뉴런의 녹음처럼 보이는 인공 신경 신호를 생성할 수 있음을 발견했습니다. 인간의 촉각 신경은 기계적 수용체라고 하는 다양한 신경 말단에서 신호를 전송하며, 팁은 접촉의 압력과 모양을 신호할 수 있습니다.” 말했다. “Phillips and Johnson의 1981년 고전은 심리학자들이 사용하는 능선 모양의 표준 세트를 사용하여 ‘촉각 공간 해상도’를 연구하기 위해 이 신경의 전기 기록을 처음 매핑했습니다. 우리 작업에서 우리는 3D 인쇄된 인공 손가락 끝이 같은 능선을 ‘느끼는’ 것처럼 테스트했습니다. -모양이 비슷하고 신경 데이터와 놀라운 일치를 발견했습니다.”
