[Locomotion] 벽면, 천장에 붙어 이동이 가능한 사족 보행 로봇 - Agile and versatile climbing on ferromagnetic surfaces with a quadrupedal robot(MARVEL)
Articles/References
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https://www.youtube.com/watch?v=sxOgYz13t5I
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Welcome to DRCD Lab. Welcome to the website of Dynamic Robot Control and Design Lab! The central objective of our research is to make fundamental contributions to the understanding of legged systems to grant high efficiency, extreme agility, and remarkable
www.dynamicrobot.kaist.ac.kr
https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.add1017
http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=30366
KAIST, 수직 벽과 천장을 빠르게 이동하는 4족 보행 로봇 개발 - 로봇신문사
KAIST와 美 일리노이대 어바나-샴페인 캠퍼스 공동 연구팀이 강자성 환경에서 수직 벽과 천장을 빠르게 이동할 수 있는 4족 보행 로봇 ‘마블’...
www.irobotnews.com
Summary
장점/특징:
1. 발바닥을 EPM(Electropermanent magenet, 영구전자석)과 MRE(Magnetorheological elastomers)을 사용해 제작해서 강자성체(Ferromagnetic) 면에 붙어서 사족 보행을 할 수 있다는 게 가장 큰 특징인 것 같다.
+ MRE는 자성체와 고무를 섞은 물질로, 다른 고무에 비해 투자율(자기장을 통과시키는 비율)이 높다.
+ MRE관련 글 : https://www.intechopen.com/chapters/66197
Magnetorheological Elastomers: Materials and Applications
Magnetorheological elastomers (MREs) are a type of soft magneto-active rubber-like material, whose physical or mechanical properties can be altered upon the application of a magnetic field. In general, MREs can be prepared by mixing micron-sized magnetic p
www.intechopen.com
2. Surface climbing에서 중요 고려 사항 중 하나는 '접촉면과 발바닥 사이의 수직항력과 마찰력'이다. 마찰력을 높이기 위해서는 마찰계수 μk를 높여야 하는데 이를 위해 고무를 사용할 필요가 있었다. 또한 수직항력을 높이기 위해(f=μN에 의해 마찰력도 높이기 위해) 고무가 EPM과 surface 사이의 자기력을 약하게 해서는 안되었다. 이 때문에 자기장을 잘 막지 않는 고무 재질이 필요했고 이에 따라 MRE소재를 사용했다고 한다.
+)100% 논문을 잘 읽고 이해하지는 못했지만 나름대로 시도해 봤다.
+)연구 내용에는 MRE가 찢어지지 않으면서, 충분한 수직항력을 만들 수 있는 두께를 찾는 과정도 있었다.
3. 평지는 물론, 강자성체(철, 녹슨 철)의 수직 벽면, 천장 면을 보행할 수 있고, 수직면에서 10cm의 틈이나, 5cm의 턱을 넘어가는 것도 가능하다.
4. 지금까지 나온 untethered, tethered robot 로봇들 중에서 수직 면(90 º), 천장면(180º)에서 보행속도가 가장 빠르고(BL/s), 가능한 gait pattern도 가장 많다(4개).
+)논문의 Table 1. Comparison of climbing legged robots를 보면 다양한 climbing robot과 그 adhesion method를 확인할 수 있다. 공압, claw 외에도 다양한 방법이 있어 한번 찾아보면 도움이 될 것 같다.
5. 스스로 ground transition(바닥 면↔벽 면↔천장 면)이 가능하다.
6. (내 생각) 발바닥의 EPM과 그 외 부품(컨트롤러, 모터 등)의 전원을 따로 분리했다. 아무래도 EPM이 순간적으로 높은 전류를 사용해서 그런 게 아닌가 생각한다.
느낀 점:
여러 종류의 재료와 그 특성을 단순하게 알고만 있어도 robot locomotion이나 mimicking에서 상당히 큰 도움이 된다는 것을 제대로 느꼈다.
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정확한 정보 전달보단 공부 겸 기록에 초점을 둔 글입니다.
틀린 내용이 있을 수 있습니다.
틀린 내용이나 다른 문제가 있으면 댓글에 남겨주시면 감사하겠습니다. : )
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