쥐 수염을 모델로 하는 수염 촉각 센서의 물체 표면 거칠기 구별에 관한 연구

Surface Roughness Discrimination with Whisker Tactile Sensors Modeling Rodent Whiskers

  • 백승훈 (연세대학교 기계공학과) ;
  • 김대은 (연세대학교 전기전자공학과)
  • 투고 : 2009.12.10
  • 심사 : 2010.07.01
  • 발행 : 2010.07.25

초록

설치류는 수염을 통해서 물체를 인식하는 능력을 갖추고 있다. 단연 설치류뿐만 아니라 많은 수의 포유류가 사물을 인식하는데 수염을 이용하지만 특히 설치류는 수염을 통해서 마이크로미터 단위의 표면의 거칠기 차이도 구별 할 수 있다. 설치류는 수염을 앞, 뒤로 능동적으로 움직이며 물체의 모양이나 표면의 거칠기, 패턴 따위를 판별한다. 실제 쥐 수염에는 수염뿌리 가까운 모낭 안에 수많은 신경이 모여 있어서 수염이 떨리거나 구부러질 때의 신호를 받아들인다. 쥐의 이러한 능력을 모방하여, 본 논문에서는 마이크로폰을 이용하여 쥐 수염 센서를 제작하고 제작한 수염 센서를 통해 물체 표면의 거칠기에 대한 정보를 얻고자 한다.

Rodents can recognize objects by using their whiskers. Not only rodents but also mammals use their whiskers to recognize objects. However, rodents can discriminate surface roughness in micrometer resolution throughout their whisker sensing. Rats can distinguish an target object's shape, roughness and surface pattern by moving their whisker back and forth freely. Mechanoreceptors surrounding the whisker in their follicle measure deflection and vibration of the whisker. In this paper, we designed biomimetic whiskers modeling rodent whiskers and showed the characteristic properties to extract the information of surface roughness.

과제정보

연구 과제 주관 기관 : 한국학술진흥재단

참고문헌

  1. G.E. Carvell, D.J. Simons, Biometric analyses of vibrissal tactile discrimination in the rat, The Journal of Neuroscience 10 (8) (1990) 2638-2648.
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  3. D. Kim, R. Moeller, "Biomimetic whiskers for shape recognition," Robotics and Autonomous System 55, 2007. pp 229-243 https://doi.org/10.1016/j.robot.2006.08.001
  4. D. Kim and R. Moeller, "Passive Sensing and Active Sensing of a biomimetic whisker," Proceedings of Int. Conf. on the Simulation and Synthesis of Living Systems, pp. 282-288, MIT Press, 2006.
  5. M. Fend, Whisker-based texture discrimination on a mobile robot, in: Proceedings of the European Conf. on Artificial Life, Springer Verlag, 2005, pp. 302-311.
  6. 백승훈, 김대은, "쥐 수염 센서를 모델로 하는 수염 촉각 센서 연구", 로봇공학회 논문지 제4권 1호 (통권11호) pp.34-42, 2009.