휴대용 엔진으로 인공 근육을 강화한다.

새로운 엔진을 차별화하는 것은 외부 동력원에 얽매이지 않고도 상당한 힘을 생성할 수 있는 능력이다.

"유압 또는 공압 작용과 같은 유체 엔진으로 구동되는 소프트 로봇은 강성 로봇이 할 수 없는 방식으로 근육의 동작을 모방하는 데 사용될 수 있다."라고 해당 연구의 교신 저자이자 부교수인 하오 수(Hao Su)는 말한다. 노스캐롤라이나 주립대학교에서 기계 및 항공우주 공학을 전공했다.

"이러한 로봇은 사람의 상지 또는 하지 움직임 능력을 향상시키는 보조 장치에 사용하기에 특히 매력적이다."

그러나 대부분의 유체 엔진은 대형 공기 압축기와 같은 외부 전원에 물리적으로 연결된다. 이는 그 유용성을 크게 제한한다. 그리고 외부 동력원에 연결되지 않은 이전 유체 엔진은 많은 힘을 생성할 수 없었으며 이로 인해 유용성도 제한되었다.

수는 "여기서 우리의 작업은 이러한 과제를 모두 해결한다."라고 말한다. "우리의 유체 엔진은 외부 소스에 묶여 있지 않지만 여전히 최대 580뉴턴의 힘을 생성할 수 있다."

왼쪽: 5kg의 무게를 들어올릴 때 이두근 활동에 대한 보조의 효과 평가. 결과는 장치를 착용하지 않은 상태에 비해 도움을 받은 경우 근육 활동이 평균 39% 감소한 것으로 나타났다. 중간: 높은 보조력 시연: 근육은 20kg의 물체를 땅에서 18mm 들어 올릴 수 있다. 오른쪽: 발목 족저굴곡을 보조하는 웨어러블 로봇 애플리케이션의 개념 증명 시연이다. (제공: NC 주)

새로운 엔진은 소프트 로봇의 챔버 안팎으로 오일을 펌핑하여 작동하여 소프트 로봇이 구부러지고 이완되는 인공 근육 역할을 하게 한다. 유체 엔진의 펌프는 상당한 압력을 생성하여 인공 근육이 상당한 힘을 발휘할 수 있도록 하는 배터리 구동식 고토크 모터로 구동된다.

개념 증명 테스트에서 연구원들은 새로운 엔진이 생성할 수 있는 힘의 양 뿐만 아니라 엔진이 전력을 유체 동력으로 얼마나 효율적으로 변환하는지 평가했다.

논문의 첫 번째 저자이자 노스캐롤라이나 주 주립대학의 박사후 연구원인 안토니오 디 랄로(Antonio Di Lallo)는 "우리는 유체 엔진의 무게를 낮게 유지하면서 연결되지 않은 엔진에 대해 전례 없는 양의 힘을 생성할 수 있다는 것을 발견했다."고 말했다. "그리고 우리 유체 엔진의 최대 효율은 이전의 휴대용, 자유로운 엔진보다 더 높다."

이 논문은 Advanced Intelligent Systems 저널에 실렸다.

출처: 노스캐롤라이나 주 주립대학