제작자에게 '초인적인' 능력을 부여하는 영국 학생의 CNC 기계
분야
등록일
작성자
조회수340
인간과 로봇 건설의 세계를 연결하는 것을 목표로 하는 제품 설계 엔지니어인 Jasper Mallinson은 언젠가 작업 현장에서 파라메트릭 설계를 실현하는 데 사용할 수 있는 웨어러블 CNC 기계를 만들었다.
메카-모피스 기기는 영국 왕립 예술 학교와 임페리얼 칼리지 런던에서 운영하는 혁신 디자인 엔지니어링 석사과정의 마지막 프로젝트였다. 이는 컴퓨터가 설정한 경로에 따라 다양한 도구를 조작하는 일종의 컴퓨터 수치 제어(CNC) 기계로, 비교적 가볍고 휴대가 간편하며 사람의 조작과 결합할 수 있는 것이 특징이다.
웨어러블 CNC 기계인 메카-모피스
Mallinson은 이 장치를 "초인적인 정밀도를 위한 한 손으로 사용할 수 있는 외골격"이라고 설명한다. 이 디자인은 디지털 제작 기술이 인간의 제작 능력을 대체하는 것이 아니라 증강하는 데 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 그의 탐구에서 비롯되었다.
"디지털 제작을 인간 제작자와 별개의 것으로 생각하지 않고 이 두 가지의 결합이 프로젝트의 핵심이 되기를 원했습니다."라고 그는 Dezeen에 말했다.
"저는 거의 모든 도구와 함께 사용할 수 있고 거의 모든 제작 프로세스를 보강할 수 있는 궁극적으로 유연한 범용 제작 기계에 대한 아이디어에 기대고 싶었습니다."
Mallinson은 이 장치를 통해 인간의 능력을 증강하고 싶었다.
"이 프로젝트는 문제 해결형 프로세스를 전혀 따르지 않았습니다."라고 그는 덧붙였다. "그 대신, 상대적으로 탐구되지 않은 분야인 디자인 공간에서 조금 미친듯한 무언가를 만들어보고 싶었습니다."
메카-모피스의 디자인은 한쪽 팔에 장착된 8개의 모터가 통합되어 있어 전면에 도구가 부착된 큐브 모양 프레임의 움직임을 제어한다. 이론적으로는 라우터, 드릴, 플리즈마 커터 등 다양한 공구를 사용할 수 있지만, 지금까지 비교적 안전한 연필과 용접 토치만으로 프로토타입을 테스트했다.
모터와 툴헤드는 팔에 묶여 있고 컴퓨터와 컨트롤러는 뒷면에 착용하고 있다.
프레임은 6개의 축으로 움직일 수 있어 6개의 자유도를 제공하며, 사용자의 손 주위에서 비교적 자유롭고 부드럽게 움직인다.
Mallinson은 이 장치가 완전히 수동 모드에서 완전 자율모드에 이르기까지 모든 범위의 제어 기능을 제공하는 것을 목표로 하고 있으며, 중간중간 정지 기능을 통해 안정화 또는 사람의 제한적인 기능을 제공한다.
이 장치는 모터를 구동하고 모니터링하는 컴퓨터와 회로가 들어있는 '백팩'에 케이블로 연결된다.
Mallinson은 개념적인 선입견에 사로잡혀 프로젝트를 시작했지만, 전산 설계사 및 건설 작업자들과 대화를 나누면서 자신의 발명품이 실질적인 이점을 가져다줄 수 있다는 것을 깨닫기 시작했다. 이들은 알고리즘으로 설계된 구조물이 점점 보편화되고 있지만 디지털 제작 방식이 이를 따라잡지 못하고 있다는 사실을 현장에서 목격했다. 이로 인해 시공 중에 설계가 "잠재적으로 위험한" 변경이 발생할 수 있다고 Mallinson은 설명했다.
"복잡한 파라메트릭 구조물은 건설하기가 특히 어려운 경우가 많습니다."라고 엔지니어는 말한다. "여전히 수동 시공 방법에 의존하고 있는데, 현장 용접공과의 대화를 통해 예상보다 더 많은 사라므이 판단이 개입되어 원래 모델에서 벗어날 수 있다는 것을 알게 되었습니다."
"이러한 파라메트릭 설계는 직관적이지 않은 알고리즘을 통해 많은 기능적 요구 사항이 입력되기 때문에 최종 결과의 편차가 기존 건물보다 더 클 수 있습니다."
Mallinson은 이 장치가 복잡한 건축물을 건설하는 데 도움이 될 수 있다고 믿는다.
Mallinson은 파라메트릭 벽돌 쌓기에 증강 현실을 사용한 것과 위치 수정용 휴대용 Shaper Origin 라우터를 이 분야에서 영감을 준 두 가지 발전으로 꼽았다.
그는 또한 메카-모피스가 디지털 제작을 작업장에서 벗어나 사람이 갈 수 있는 곳이라면 어디든 갈 수 있게 해 주고, 다양한 제어 옵션으로 새로운 가능성을 열어준다는 사실에 기회를 발견했다.
Mallinson은 "가능한 한 인간의 제어와 유연성을 최대한 유지함으로써 이 장치는 수리, 수정 또는 재제조와 같이 오늘날 디지털 제작이 어려움을 겪고 있는 모호한 작업에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대합니다."라고 말했다.
작동 중인 프로토타입을 더욱 개선하고 있는 Mallinson
Mallinson은 여전히 메타-모피스 프로토타입을 개발 중이며, 현재 가상현실 업계의 기술을 활용해 위치 추적 기능을 추가하는 데 집중하고 있다. 이는 Mallinson이 원하는 '초인적인 정밀도'를 달성하고 회로 기판 드릴링, 상부 구조물 용접과 같은 작업을 완수하기 위한 중요한 단계라고 엔지니어는 말한다.
복잡한 건축물을 구현하기 위해 디지털 방식과 수작업 방식을 결합한 사례로는 올해 초 베니스에서 벽돌공이 증강 현실 고글을 사용하여 건축한 SOM과 프린스턴 대학의 Angelus Novus Vault를 들 수 있다.
