※ 테슬라 3세대 옵티머스 손과 엑츄에이터

NVIDIA의 DeXtreme프로젝트의 로봇 손과 테슬라의 신형 옵티머스(3세대)의 손은 매우 정밀한 움직임을 선보이고 있으며, 이러한 섬세한 로봇손의 움직임은 AI의 뒷받침을 통해 휴머노이드 로봇의 사용처를 광범위하게 확장할 수 있을 것(산업, 가정, 업무용 등)으로 기대됩니다.
기존의 로봇의 관절제어(특히 손) 방법은 사전에 정확하게 프로그래밍 된 통제와 동작의 형식을 가지고 있어, 인간에게는 당연하게 여겨지는 일반화된 미세 운동제어가 어려웠습니다. 하지만 AI를 통해 신경망 훈련을 심층강화학습(RL) 기술을 적용하여 이러한 문제점을 해결해 나가고 있습니다.

휴머노이드 로봇 기술의 핵심은 어떻게 AI와 유기적으로 결합할 수 있느냐 이며 이를 수용할 수 있는 로봇 플랫폼을 구동하는 전자기술인 엑츄에이터(모터, 감속기, 엔코더, 제어기, 그리퍼 등)와 내부 컴퓨터를 제어하는 GPU기술이 중요합니다.

테슬라의 신형 옵티머스의 손의 움직임은 특히 높은 전자제어기술을 통해 인간 손과의 유사성을 구현하였습니다.
이번 3세대 옵티머스 손은 손가락 관절의 자유도(DOF)를 22를 구현하였습니다.
참고로 사람의 손은 손목을 제외하고 총 25개의 DOF를 가지고 있습니다.

이러한 높은 22의 DOF는 서보모터를 통해 구동하는 엑츄에이터에 위해서 구현되는데, 11DOF를 지닌 옵티머스 2세대는 총 6개의 엑츄에이터를 지니고 있기 때문에 3세대 옵티머스의 손은 이보다 많은 엑츄에이터를 장착하고 있을 것으로 보여집니다.

로봇 엑츄에이터에서 가장 중요한 부품은 모터(주로 서보모터)와 감속기이며, 특히 로봇 손의 미세작동을 위해서는 높은 자기적 특성을 지니고 강력한 전력과 효율적인 에너지 변환이 중요하기 때문에 고성능 영구자석을 사용한 서보모터가 중요합니다.
영구자석 모터(PMSM)는 유도모터나 유압모터 대비 응답성이 좋고 세밀한 제어(정확도,진동, 관성 등)가 가능하며, 고토크가 가능합니다.

참고로 국내에서는 성림참단산업(영구자석), 에스피지(서보모터), 동성전기(제너레이터), 유승(연자성 부품)이 함께 국산화에 성공한 바 있습니다.


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https://blogs.nvidia.co.kr/blog/reinforcing-the-value-of-simulation-by-teaching-dexterity-to-a-real-robot-hand/

https://n.news.naver.com/mnews/article/014/0004673184?sid=105