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        2025.10 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        소프트 로보틱스는 기존의 강체 시스템에 비해 향상된 유연성, 적응성, 그리고 안전성을 제공하며, 이는 특히 인간과의 상호작용이 나 비정형 환경에서의 응용에 적합하다. 소프트 로봇을 위한 다양한 구동 메커니즘 중 형상기억합금(SMA)-섬유 액추에이터는 경량 성, 저소음 작동, 높은 에너지 밀도 등의 장점으로 유망한 솔루션으로 부상하고 있다. 본 연구에서는 P-루프 형태로 구성된 SMA 기반 섬유 액추에이터를 사용하여 제작된 소프트 니트 그리퍼의 구동 성능 및 굽힘 거동을 해석하였다. 그리퍼의 변형 거동을 모델링하고 예측하기 위해 ABAQUS 환경에서 등가 유닛 셀(EUC) 모델을 활용하여 소프트 니트 그리퍼와 EUC 모델 간의 굽힘 성능을 분석 및 비 교하였다. 해당 모델은 전기 자극에 따른 형상기억 효과로 인한 대변형을 시뮬레이션하기 위해 기하학적 비선형성을 포함하였다. 분 석에는 P-루프 구조에서 나타나는 굽힘 거동이 포함하였으며, 이는 효과적인 파지 및 조작을 위해 중요한 요소이다. 실험적 검증은 다 양한 전압을 그리퍼에 인가하고, 그에 따른 굽힘 각도를 측정함으로써 수행하였다. 실험 결과, 인가 전압이 증가함에 따라 굽힘 각도 도 유의미하게 증가하였으며, 최대 180°까지의 변형이 관찰되어 액추에이터의 우수한 성능을 입증하였다. EUC 모델을 기반으로 한 수치 해석 결과는 최대 굽힘 각도에서 단 5%의 오차 범위를 보이며 실험 결과와 매우 근접한 양상을 나타내어, 제안된 모델링 접근법 의 정확성과 신뢰성을 확인하였다. 본 연구는 EUC 모델이 SMA-섬유 기반 소프트 그리퍼의 구동 거동을 효과적으로 예측할 수 있음 을 보여주었으며, 차세대 소프트 액추에이터의 설계 및 성능 향상을 위한 중요한 통찰을 제공하였다. 또한, 형상에 밀착되며 유연한 작동이 요구되는 현대 소프트 로보틱스 및 생체의료 응용 분야에서 SMA-섬유 복합재의 활용 가능성을 확인하였다.
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