생체 신호를 이용한 실시간 로봇 검지손가락 개발

Abstract

본 논문은 검지손가락을 움직일 때 발생하는 2개의 표면 근전도 신호를 이용해서 의지(義指)로 활용 될 수 있는 실시간 로봇 검지손가락 제어 시스템을 제안한다. 2개의 표면 근전도 신호의 정확한 측정을 위해 손가락 근육의 해부학적 구조를 알아보 고 이를 통해 검지손가락의 움직임에 관여하는 천지굴근과 시지신근으로부터 실시간으로 근전도 신호를 측정한다. 또한, 적층형 4-bar 메커니즘의 설계 단계에서 설계 변수 설정 방법을 통해 로봇 손가락 관절마디 이동양상이 실제 검지손가락과 유사할 수 있도록 로봇을 제작하였다. 측정된 근전도 신호는 신호처리과정을 통해 로봇 검지손가락의 목표속도(Desired Velocity)를 생성하여 로봇 검지손가락을 구동한다. 이에 대하여 외력이 발생할 때 측정되는 천지굴근의 근전도 신호를 이용하여 로봇 검지손가락의 Contact Force를 생성하는 실시간 로봇 검지손가락 시스템을 개발하였다. 그리고 모터에 인가되는 전류를 측정하여 외력이 발생할 때 측정되는 근전도 신호의 변화양상과 비교하여, 근전도 신호를 이용한 속도제어를 통해 힘을 발생시킬 수 있는 근거를 제시 하였다.