인공 손 만들기

Science Buddies의 로봇 공학 프로젝트

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소개 인간의 손은 정말 놀랍습니다. 연필을 집거나, 비디오 게임 컨트롤러를 사용하거나, 정글짐에 오르는 등의 일을 별 생각 없이 할 수 있습니다. 이 모든 일을 할 수 있는 인공 손을 만드는 것은 꽤 어려운 일입니다! 이 프로젝트에서는 작은 물체를 집을 수 있는 간단한 인공 그리퍼를 만들어 보겠습니다.

배경 인간의 손에는 다섯 개의 손가락이 있고 각 손가락에는 여러 개의 관절이 있습니다. 이러한 관절은 근육과 힘줄에 의해 제어됩니다. 근육은 힘줄을 잡아당기고, 힘줄은 관절을 잡아당겨 구부러지게 만듭니다. 인간의 손에는 매우 다양한 관절이 있어 매우 유연하고 다재다능하며 다양한 작업에 쉽게 적응할 수 있습니다. 어릴 때부터 손을 사용하는 법을 배우며, 자랄 때쯤에는 그것에 대해 거의 생각할 필요도 없습니다!

엔지니어들은 수년 동안 로봇 손을 만들려고 노력해 왔지만 이것이 매우 어렵다는 것이 밝혀졌습니다. 우리는 특정 분야에 능숙한 로봇 손을 만드는 데 꽤 능숙해졌습니다. 예를 들어, 공장의 로봇 그리퍼는 특정 부품을 집어 자동차에 고정하도록 설계될 수 있습니다. 그러나 그 그리퍼로 테니스 공이나 물 한 잔을 집으려고 하면 전혀 작동하지 않습니다! 인간의 손만큼 다재다능한 기계 손을 만드는 것은 여전히 ​​큰 도전입니다.

이 프로젝트에서는 빨대와 끈을 사용하여 간단한 인공 그리퍼를 만듭니다. "관절" 역할을 할 빨대에 노치를 자르고 "힘줄" 역할을 할 빨대를 통해 실을 꿰게 됩니다. 줄을 당기면 관절이 구부러집니다. 다양한 유형의 그리퍼를 만드는 실험을 할 수 있습니다. 예를 들어 각각 하나의 관절이 있는 두 개의 손가락만 있는 간단한 발톱 모양의 그리퍼 또는 여러 관절을 개별적으로 제어할 수 있는 완전한 인간과 유사한 손이 있습니다.

재료

준비

절차

관찰 및 결과 탁구공, 빈 플라스틱 병, 작은 동물 인형 등 가벼운 물체를 집을 수 있는 인공 손을 만들 수 있어야 합니다. 더 무거운 물체를 잡을 수 있는 빨대와 모델링 점토로 손을 만드는 것은 어려울 것입니다. 더 강한 손을 만들고 싶다면 빨대와 점토를 철물점에서 파는 더 튼튼한 재료(예: 손가락용 플라스틱 파이프, 힘줄용 금속 케이블, 구멍이 뚫린 나무 베이스)로 교체할 수 있습니다. 손바닥용).

모든 손가락과 관절이 단일 줄로 제어되는 손을 만들고 제어하는 ​​것이 훨씬 쉽습니다(모든 손가락이 동시에 열리고 닫히는 "아케이드 기계" 스타일의 집게발과 유사). 개별적으로 제어되는 여러 관절이 있는 관절형 손을 만드는 것이 훨씬 더 어렵습니다. 하지만 그렇다고 해서 시도하는 것을 포기해서는 안 됩니다! 당신의 손은 매우 복잡하며, 전문 엔지니어들은 오늘날까지도 인간과 동등한 완전한 기능을 갖춘 로봇 손을 만들기 위해 고군분투하고 있다는 것을 기억하십시오.

이는 엔지니어링 설계 활동이므로 손을 만드는 데 따라야 할 특정 공식이 없습니다. 디자인은 매우 다를 수 있으며 디자인을 만드는 데 "옳은" 방법이나 "잘못된" 방법은 없습니다. 다양한 기능을 수행하는 데 더 나은 디자인이 있을 수도 있습니다. 서로 다른 손가락 수로 서로 다른 손을 만들었다면 어떤 손이 가장 다재다능하다고 생각하시나요?

더 자세히 살펴보세요빨대 잡기: 빨대를 사용하여 로봇 손 만들기, from Science Buddies당신의 멋진 손, from 어린이 건강, 전 연령층을 위한 과학 활동, Science Buddies 제공

이 활동은 Science Buddies와의 파트너십을 통해 제공되었습니다.

로렌 레퍼

윌리엄 브래디(William Brady)와 미국의 대화(The Conversation US)

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