초경량 로봇의수 원천기술 확보…단일 구동기 기반 정밀 파지 구현

한국기계연구원이 단순한 명령만으로 다양한 물체를 자연스럽고 안정적으로 집을 수 있는 초경량 로봇의수를 선보였다. 특히 하나의 구동기로 엄지손가락의 두 방향 움직임을 개별적으로 제어할 수 있는 구조를 구현해, 고기능성과 경량화를 동시에 달성했다.

해당 장치는 한국기계연구원 대구융합기술연구센터 의료로봇연구실에서 개발됐다. 링키지와 와이어를 복합한 구동 방식과 부족구동 구조를 적용해, 절단 장애인이 직관적인 조작만으로도 손끝 조임과 물체 형상에 맞춘 유연한 파지가 가능하도록 설계됐다.

기존 로봇의수는 4절 링크 구조의 경우 정해진 궤적에 따라 움직이기 때문에 다양한 물체를 안정적으로 잡기 어려웠고, 와이어 방식은 적응성은 뛰어나지만 관절이 순차적으로 구동돼 손끝 조작의 자연스러움이 떨어졌다. 새롭게 제안된 복합 방식은 두 구조의 강점을 결합해 정밀하면서도 강한 파지력을 구현하는 데 성공했다.


엄지손가락 제어에는 제네바 구조의 간헐 회전 원리를 도입했다. 이를 통해 하나의 구동기로도 내전·외전과 굴곡·신전 동작을 독립적으로 수행할 수 있게 됐으며, 기존 제품들이 겪었던 무게 증가와 조작 제한 문제도 해결했다.

형상 적응성은 에너지 사용량 절감으로도 이어진다. 물체에 맞춰 자동으로 손 모양이 조정되면서 불필요한 힘 소모를 줄여, 배터리 수명을 늘리는 효과까지 확보했다. 사용자 대상 시험에서는 실제 팔 착용자들이 직관적이고 부담 없는 조작이 가능하다는 평가를 받았다.

핵심 구조는 특허 출원이 완료됐으며, 향후 기술이전과 상용화 절차가 진행될 예정이다.

신민기 선임연구원은 “사람이 무의식적으로 손을 움직이는 것처럼 자연스러운 작동이 가능하도록 설계했다”며 “이 구조는 인간형 로봇에도 적용할 수 있어 반응속도나 연산 효율 측면에서도 우수한 성능을 기대할 수 있다”고 설명했다.