익스텐더: 전력 및 정보 신호 전이를 통한 인간-로봇 상호작용 사례 연구

인간이 물리적 작업을 수행하는 능력은 지능이 아닌 신체적 힘에 의해 제한된다. 저자는 "익스텐더"를 인간이 착용하여 인간의 기계적 힘을 증대시키기 위해 사용되는 로봇 조작기의 한 종류로 정의하며, 착용자의 지능은 익스텐더를 조작하는 중앙 제어 시스템으로 남아있다. 저자의 연구 목표는 여러 프로토타입 실험용 직접구동/비직접구동 다자유도 유압/전기 익스텐더의 설계, 구축 및 제어를 통해 인간이 착용하는 로봇 시스템 제어의 기본 규칙을 규명하는 것이다. 익스텐더의 설계는 익스텐더가 인간과 물리적으로 상호작용하기 때문에 기존 로봇의 설계와 다르다. 두 세트의 힘 센서가 인간과 환경(즉, 하중)에 의해 익스텐더에 가해지는 힘을 측정한다. 이러한 접촉력에 대한 익스텐더의 컴플라이언스는 적절한 힘 보상기를 선택하여 설계되었다. 인간, 익스텐더 및 조작되는 물체의 시스템 안정성이 분석되었다. 힘 증대량을 정량화하기 위해 익스텐더 성능을 위한 수학적 표현이 결정되었다. 이론적 예측을 검증하기 위해 실험 익스텐더의 제어 및 성능에 대한 실험 연구가 수행되었다.