로봇 검지 보형물의 설계와 EMG 신호를 이용한 제어

Abstract

본 논문은 검지손가락을 움직일 때 발생하는 표면 근전도 신호를 전완에서 측정하고 분석해서 검지손가락의 움직임을 추종하는 1자유도 로봇을 만드는 데 목적이 있다. 논문의 2장에서는 해부학적인 측면에서 팔에 분포되어 있는 근육들의 위치와 실제 표면 근전도 신호를 측정하기 위해서 피부에서 근육의 위치를 특정하는 방법을 알려준다. 3장에서는 한 개의 모터를 이용해서 3개의 관절로 이루어진 손가락을 실제 손가락처럼 움직이기 위해서, 그리고 실제 손가락처럼 작고 가볍게 제작하기 위해서, 적층형포바 메커니즘을 이용한 새로운 1자유도 언더액추에이티드 로봇 손가락 메커니즘을 제시하고, 각 마디를 구성하는 링크들의 길이를 결정하는 방법을 제시한다. 4장에서는 표면 근전도 신호를 측정할 센서의 제작 방법에 대해서 설명하고,측정된 표면 근전도 신호가 버터워스저대역 통과 필터, 제곱 평균(RMS)를 거쳐서 눈으로 인지하기 쉬운 저대역 주파수로 바뀌는 과정과 손가락을 당기는 근육과 굽히는 근육의 신호를 서로 상쇄하여 손가락 움직임의 방향성을 결정하고, 손가락의 속도와 포지션을 결정하는 과정을 설명하고, PD 제어기를 이용한 제어 실험을 통해서 성능을 입증한다.