What I built
축 방향으로 최대 약 60 cm까지 늘어나고 최소 약 27 cm까지 줄어드는 2-섹션 컨티늄 로봇을 제작했습니다. 각 섹션은 굽힘용 텐던과 중심 확장·수축 구동을 함께 사용하며, 전체 구조에는 10개의 모터와 10개의 텐던이 들어갑니다.
My role
팀원을 포함해 총 2명이 함께 작업했고, 저는 전자 구성, 기본 제어, 키네마틱 모델링을 주로 맡았습니다. 길이가 변하는 2-섹션 구조를 어떻게 표현하고 제어할지 공부했고, MATLAB으로 스프링 물성치를 제외한 기본 모델을 확인했습니다. 아래 영상은 MATLAB으로 확인한 키네마틱 분석입니다.
MATLAB kinematic analysis
Process
작은 컨티늄 로봇의 확장 구조에서 아이디어를 얻고, 스프링을 사용해 수축도 가능하도록 구성했습니다. 가운데 모터가 단계적으로 길이를 바꾸고 주변 텐던이 각 섹션의 굽힘 방향을 제어합니다. 아래 그림은 완성 사진이 아니라 이 구동 원리를 설명하기 위한 설계 구조입니다.
Contracted state
실제 하드웨어를 축소한 상태에서 자와 함께 촬영해, 수축 후 길이와 디스크 간격을 확인했습니다.
Result
영상은 최종 2-섹션 로봇이 아니라, 구동 방식과 조이스틱 제어를 먼저 확인하기 위해 만든 중간 단계의 1-섹션 프로토타입입니다. 함께 표시한 사진은 이후 제작을 마친 최종 2-섹션 로봇과 모터·전자부 통합 상태를 보여줍니다.
Reflection
큰 구조를 실제로 만들면서 단순화한 모델에서는 바로 보이지 않던 텐던 마찰, 디스크 기울어짐, 두 번째 섹션의 처짐을 확인했습니다. 기본 동작과 제어는 구현했지만, 더 안정적으로 움직이려면 텐던 장력과 마찰, 스프링 특성을 모델에 포함해야 한다는 걸 배웠습니다. 다음에는 스프링 특성까지 포함해 모델링을 더 정확히 해보고 싶고, 다른 로봇팔이나 그리퍼와 결합해 실제 작업에서 사용할 수 있는 수준으로 제어와 구조를 함께 개선해 보고 싶습니다.