얼마나 부드러운 로봇인가

작성자: Blathnaid O'Dea

2023년 6월 30일

이미지: © Xandra/Stock.adobe.com

손의 외골격 역할을 하는 가벼운 '로보 장갑'은 사람들이 음악을 연주하고 촉각 피드백을 제공하도록 프로그래밍되었습니다.

과학자들은 모든 종류의 문제에 대한 해결책을 찾아냈고, 그들이 최근 살펴본 것 중 하나는 뇌졸중 환자가 음악 연주와 같은 일을 할 때 손가락의 민첩성을 회복하도록 돕는 방법입니다.

미국 연구진은 뇌졸중과 같이 손의 움직임을 잃게 만드는 질병에서 회복 중인 사람들을 위해 일종의 외골격 역할을 하는 부드러운 로봇 장갑의 프로토타입을 고안했습니다. 연구 목적을 위해 과학자들은 음악 연주 방법을 다시 배우는 뇌졸중 환자에게 초점을 맞추었지만 프로토타입은 잠재적으로 다른 사용 사례에도 적용될 수 있습니다.

평소 음악을 연주하지 않는 뇌졸중 환자라도 기타줄을 튕기는 동작은 다른 작업치료와 함께 효과적인 재활운동이 될 수 있다. 그러나 로봇 장갑은 뇌졸중을 앓은 후 손의 민첩성이 저하된 음악가들에게 실제로 도움이 될 수 있습니다.

플로리다 애틀랜틱 대학교 해양 및 기계 공학과 겸임 교수인 Maohua Lin 박사가 이번 연구의 주저자입니다. 이번 연구는 Frontiers in Robotics and AI 저널에 게재되었습니다.

Lin은 그와 그의 팀이 기계 학습을 사용하여 사용자가 피아노에서 초급 수준 노래의 올바른 버전이나 잘못된 버전을 연주하는지 여부를 '느끼도록' 장갑을 훈련했다고 설명했습니다. 그들이 사용한 샘플곡은 연주하려면 네 손가락이 필요한 'Mary Had a Little Lamb'였습니다.

Lin은 "여기서 우리는 통합된 촉각 센서, 소프트 액추에이터 및 인공 지능을 갖춘 스마트 외골격 장갑이 신경 외상 후 수동 작업을 다시 학습하는 데 효과적으로 도움이 될 수 있음을 보여줍니다."라고 말했습니다.

그는 환자들이 궁극적으로 가벼운 3D 프린팅 장갑을 착용하여 음악을 연주하고 다른 작업을 완료할 것으로 예상한다고 말했습니다. 과학자들의 훈련 덕분에 장갑 프로토타입은 결국 사람의 개입 없이 자율적으로 작동할 수 있게 되었습니다.

장갑은 촉각 피드백, 시각적 또는 소리 신호를 통해 악기 연주에 대한 피드백을 사용자에게 제공하도록 추가로 프로그래밍할 수 있습니다. 햅틱 피드백은 알림을 표시하기 위해 휴대폰이 진동하는 경우와 같이 통신 수단으로 터치를 사용하는 것을 의미합니다. 아일랜드 스타트업인 Field of Vision은 사람들이 스포츠 경기의 에너지를 느낄 수 있도록 돕는 휴대용 장치에 햅틱 피드백 기술을 사용합니다.

Lin에 따르면, 로봇 장갑을 둘러싼 과학은 개선될 수 있습니다. “이 분야에서는 여러 가지 과제를 극복해야 합니다. 여기에는 촉각 감지의 정확성과 신뢰성 향상, 외골격 설계의 적응성과 손재주 향상, 사용자 입력을 더 잘 해석하고 응답하기 위한 기계 학습 알고리즘 개선이 포함됩니다.”

그는 현재의 프로토타입을 음악 재생 이외의 다른 재활 작업에 적용하려면 개인의 필요에 맞게 맞춤화해야 한다고 덧붙였습니다. "이는 3D 스캐닝 기술이나 CT 스캔을 통해 각 사용자에게 개인화된 핏과 기능을 보장할 수 있습니다."

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관련 항목: 미국, 로봇공학, 건강, AI

Blathnaid O'Dea는 Silicon Republic의 Careers 기자입니다.

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