palm-centric robotic hand

본 과제는 사람 손바닥의 아치와 cupping motion에서 영감을 받아, 손바닥 자체가 확장·말림 변형을 수행하는 4분할 로봇 손을 개발하는 것을 목적으로 한다. 기존 인간형 로봇 손은 높은 자유도와 개별 관절 제어를 통해 다양한 물체를 조작하지만, 많은 구동기와 복잡한 제어로 인해 무게·비용·제어 부담이 증가한다. 특히 휴머노이드 및 조리 로봇은 손목 자세와 토크가 제한될 수 있어, 원통형 도구 손잡이를 손바닥 중심으로 감싸고 팔의 힘을 전달하는 구조가 필요하다. 이를 해결하기 위해 직선 이동 후 회전이 순차적으로 발생하는 PR형 복합 관절을 적용한 4분할 손바닥을 설계하였다. 손바닥 구동 모터 1개가 텐던을 당기면 관절 사이가 먼저 벌어져 좌우로 확장되고, 스토퍼에 도달한 뒤 세그먼트가 안쪽으로 말리며 물체를 감싼다. 좌우 텐던은 floating pulley로 연결하여 양쪽 장력을 균형 있게 유지하고, 손가락당 1개의 모터를 추가해 총 5개의 모터로 전체 손을 구성하였다. CAD 설계와 3D 프린팅으로 시제품을 제작하고, 텐던 이동량에 따른 확장·회전 순서와 반복 동작의 안정성을 검증하였다. 본 작품은 손가락 끝이 아닌 손바닥 전체를 주된 파지면으로 활용하고, 적은 구동기로 큰 형상 변화를 구현한다는 점에서 차별성을 가진다. 이를 통해 손가락의 개별 제어에 대한 의존도를 낮추고, 물체 형상에 대한 기계적 적응성을 확보하고자 한다. 향후 주걱, 뒤집개, 봉 등 조리·산업용 도구의 파지 및 밀기·당기기 작업을 평가하여 제한된 자유도의 휴머노이드 로봇에서 안정적인 도구 조작 가능성을 검증하고, 다양한 로봇 플랫폼에 교체·통합할 수 있는 도구 파지용 손바닥 모듈로 확장하고자 한다.