Kirigami 로봇 그리퍼는 계란 노른자를 들어올릴 만큼 섬세합니다.

노스 캐롤라이나 주립 대학의 공학 연구원들은 섬세한 달걀 노른자를 깨뜨리지 않고 들어올릴 수 있고 사람의 머리카락을 들어올릴 만큼 정밀한 새로운 유형의 유연한 로봇 그리퍼를 시연했습니다. 이 작업에는 소프트 로봇과 생물의학 기술 모두에 대한 응용 프로그램이 있습니다.

이 작품은 2차원(2D) 시트를 자르고 접어 3차원(3D) 모양을 형성하는 키리가미(kirigami) 기술을 기반으로 합니다. 특히, 연구원들은 kirigami를 사용하여 많은 재료에 걸쳐 평행한 슬릿을 절단함으로써 2D 시트를 곡선형 3D 구조로 변환하는 것과 관련된 새로운 기술을 개발했습니다. 3D 구조의 최종 모양은 대부분 재료의 외부 경계에 의해 결정됩니다. 예를 들어 원형 경계가 있는 2D 재료는 구형 3D 모양을 형성합니다.

"우리는 사용자가 거꾸로 작업할 수 있는 모델을 정의하고 시연했습니다."라고 이 작업에 대한 논문의 첫 번째 저자인 Yaoye Hong이 말했습니다. "사용자가 어떤 종류의 곡선형 3D 구조가 필요한지 알고 있다면 우리의 접근 방식을 사용하여 2D 재료에 사용해야 하는 경계 모양과 슬릿 패턴을 결정할 수 있습니다. 재료를 밀거나 당기는 방향을 제어하여 최종 구조에 대한 추가 제어가 가능합니다.”

우리 기술은 2D 재료를 곡선형 3D 구조로 변환하는 이전 기술보다 훨씬 간단하며 설계자가 2D 재료에서 다양한 맞춤형 구조를 만들 수 있습니다.”라고 Jie Yin 교수가 말했습니다.

연구원들은 달걀 노른자에서 머리카락에 이르기까지 다양한 물체를 잡고 들어올릴 수 있는 그리퍼를 만들어 기술의 유용성을 입증했습니다.

"기존의 그리퍼는 물건을 단단히 잡습니다. 물건에 압력을 가하여 물건을 잡습니다."라고 Yin이 말했습니다. “그는 달걀 노른자와 같은 깨지기 쉬운 물건을 잡으려고 할 때 문제를 일으킬 수 있습니다. 그러나 우리의 그리퍼는 본질적으로 물체를 둘러싸고 있는 다음 들어올립니다. 물체 주위에 손을 감싸는 방식과 유사합니다. 이를 통해 정밀도를 유지하면서 섬세한 물체도 '잡아' 움직일 수 있습니다."

그러나 연구원들은 이 기술을 사용하여 인간의 무릎과 같은 관절의 모양에 맞는 생의학 기술을 설계하는 것과 같은 많은 다른 잠재적 응용 프로그램이 있음을 지적합니다.

"무릎이나 팔꿈치로 구부리고 움직일 수 있는 스마트 붕대나 모니터링 장치를 생각해 보세요."라고 Yin이 말했습니다. “이것은 우리의 기술이 작동하는 것을 보여주는 개념 증명 작업입니다. 우리는 현재 이 기술을 소프트 로봇 기술에 통합하여 산업 문제를 해결하는 과정에 있습니다. 우리는 또한 이 기술을 사용하여 인간의 무릎에 온기를 가하는 데 사용할 수 있는 장치를 만드는 데 사용할 수 있는 방법을 탐구하고 있습니다.