본 연구는 인간–로봇 상호작용(HRI)을 위한 생체모사 로봇 손의 설계 및 평가를 다루며, 재료 선택에 의해 구동되는 촉각 충실도(tactile fidelity) 향상에 초점을 둔다. 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane, TPU)은 선행 문헌에서 보고된 탄성체 특성과 기계적 순응성(mechanical compliance)에 근거하여 폴리락트산(polylactic acid, PLA)보다 선택되었다. 인간 피부의 특성을 직접적으로 일치시키기보다는, TPU는 경직된 PLA에 비해 더 부드럽고 편안한 촉각 상호작용을 제공하는 것으로 인식되었다. 로봇 손은 오픈 소스 모델로부터 해부학적으로 재구성하였고, 배선의 단순화 및 운동 정밀도의 향상을 위해 AX-12A 및 MG90S 액추에이터와 통합하였다. ATmega2560 마이크로컨트롤러를 기반으로 제작된 맞춤형 PCB는 ROS 기반 상위 수준 제어 시스템과의 실시간 통신을 가능하게 한다. 반복적인 제스처 동작에 대한 각도 변위(angular displacement) 분석은 시스템의 높은 반복성과 일관성을 확인하였다. 47명의 참가자를 포함하는 반복측정 사용자 연구를 수행하여, 악수와 제스처 명령과 같은 대화형 작업에서 PLA 기반 및 TPU 기반 프로토타입을 비교하였다. TPU 손은 촉각의 사실감, 그립 만족도, 그리고 지각된 응답성에서 유의하게 더 높은 평가를 받았다(p < 0.05). 질적 피드백 또한 TPU 손의 우수한 정서적 수용성과 편안함을 지지하였다. 이러한 결과는 로봇 손 설계에 TPU를 통합하는 것이 기계적 성능을 향상시키는 데 그치지 않고, 정서적으로 몰입감 있고 자연스러운 인간–로봇 상호작용을 촉진하는 데에도 중요한 역할을 하며, 감성 기반 HRI(affective HRI) 응용을 위한 유망한 접근임을 시사한다.

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