Grasping Deformable Objects by a Three-Finger Robot Manipulator and Impedance Control

요리 재료 손질, 부품 조립, 과실 수확과 같은 작업들의 수행을 위해서는 다루는 물체에 과도한 압력을 가하지 않고 핸들링 할 수 있는 능력이 필수적이다. 본 논문은 변형 가능한 물체에 대해 파지 작업 수행을 위한 세 손가락 로봇 매니퓰레이터 시스템과 임피던스 컨트롤 기반 방법론에 대해 논한다. 먼저 손가락 끝에 6축-힘/토크 센서가 장착된 9-자유도 세 손가락 매니퓰레이터를 제작하였다. 다음으로, 설계된 로봇에 대한 운동 방정식을 구하고, 구동을 위한 임피던스 제어식과 PD 제어식을 유도하였다. 이어서, 변형 가능 물체 파지 작업에서 물체의 변형 정도를 정량화하기 위한 매트릭을 정의하였다. 실험에서는 PD제어와 임피던스 제어를 적용하여, 실제 환경에서 세 손가락 로봇 매니퓰레이터를 통해 종이컵과 종이로 만들어진 원기둥에 대한 파지 작업을 시도하였다. 실험 결과의 비교 분석을 통해 변형 가능한 두 물체에 대해 임피던스 제어가 PD 제어에 비해 최소한의 변형으로 물체를 파지할 수 있음을 보였다. 이를 통해, 설계된 세 손가락 매니퓰레이터로 다양한 강성과 무게를 가진 일상생활 속에서의 물체들을 핸들링 할 수 있는 가능성을 보였다.