본 연구는 열-공압 구동과 형상기억합금(SMA) 스프링을 통합한 새로운 시너지 구동기를 제시하며, 단일 에너지 입력으로 서로 다른 작동 모드를 구현한다. 기존의 인공 근육은 대체로 단일 구동 메커니즘에 의존하여 기능이 제한되는 문제가 있다. 열-공압 및 SMA 기반 구동을 결합함으로써, 본 구동기는 공압 펌프를 사용하지 않고도 협동(cooperative), 복합(composite), 길항(antagonistic) 모드를 각각 구현할 수 있다. 협동 모드는 두 메커니즘을 동시에 구동하여 힘과 변위 출력의 증가를 도모한다. 복합 모드는 연성 로봇 그리퍼를 통해 형상 적응형 파지(shape-adaptive grasping)가 가능함을 보여주며, 서로 구별되는 구동 과제를 수행하도록 한다. 길항 모드는 진공 기반 열-공압 구동기를 이용하여 두 구동원의 상반되는 힘 생성 특성을 활용함으로써, 추가적인 바이어스 메커니즘 없이 양방향 운동을 가능하게 한다. 실험 평가 결과, 본 구동기는 탑재 하중 조건에서 힘 출력과 제어성이 향상되었으며, 최대 20 kg까지 탑재물을 들어 올릴 수 있었다. 구동기의 거동을 예측하기 위해 열역학 모델과 준정적 힘 모델을 결합하였다. 제안된 구동기 개념은 단일 에너지 입력으로 두 개의 구동원에 기반한 펌프리스(pumpless) 구동을 가능하게 하며, 단일 구동원 사용 대비 구동기 성능을 향상시키고 다양한 작동 모드를 통해 구동기의 활용성을 증대한다.

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