KR100802354B1 - 압전세라믹 작동기로 구동되는 물고기 로봇 - Google Patents

압전세라믹 작동기로 구동되는 물고기 로봇 Download PDF

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KR100802354B1
KR100802354B1 KR1020060116277A KR20060116277A KR100802354B1 KR 100802354 B1 KR100802354 B1 KR 100802354B1 KR 1020060116277 A KR1020060116277 A KR 1020060116277A KR 20060116277 A KR20060116277 A KR 20060116277A KR 100802354 B1 KR100802354 B1 KR 100802354B1
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fish robot
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lipca
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KR1020060116277A
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박훈철
구남서
샤이푸딘 모하마드
테디 위구나
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건국대학교 산학협력단
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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Abstract

본 발명은 압전 세라믹 작동기의 굽힘 운동을 물고기 로봇의 인조 꼬리지느러미의 추진력 운동으로 변환하는 장치에 관한 것으로, 상기 물고기 로봇은 캡슐형태로 후면에 꼬리지느러미를 형성하여 내부 일측에 중공의 튜브를 구비한 몸체부와, 상기 몸체부 내부의 튜브 일측에 양측으로 형성된 압전세라믹작동기의 굽힘운동을 회전운동으로 바꾸는 랙-피니언과 4바 링크에 의해 꼬리지느러미의 반복 운동으로 추진력을 가지는 구동부로 구성된 것을 특징으로 하는 압전 작동기로 구동되는 물고기 로봇을 제공하는 데 있다.
이와 같은 상기 물고기 로봇은 전력소모가 적은 압전세라믹 작동기를 구동기로 하며, 소형화가 가능하고, 피탐지 가능성을 줄일 수 있으며, 랙-피니언과 4바 링크 구조에 의해 물고기 로봇은 수영 속도가 빠른 추진력을 가지게 되는 뛰어난 효과가 있다.
곡면 압전 작동기, 압전세라믹 작동기, 물고기 로봇, 꼬리 지느러미, 인공근육

Description

압전세라믹 작동기로 구동되는 물고기 로봇{Piezoelectric Ceramic actuator the fish robot operational drive}
도 1은 본 발명에 따른 물고기 로봇을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 물고기 로봇의 구동부를 나타낸 측면도면.
도 3은 본 발명에 따른 물고기 로봇의 구동부를 나타낸 평면도면.
도 4는 본 발명에 따른 구동부의 4바 링크 작동을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 꼬리지느러미의 종류를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 꼬리지느러미의 추진력을 측정하는 측정장치를 나타낸 도.
도 7은 본 발명에 따른 꼬리지느러미의 추력을 계측한 도표를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 꼬리지느러미의 수영속도와 주파수의 관계 도표를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 꼬리지느러미의 스트로홀 수와 주파수의 관계 도표를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 꼬리지느러미의 수영 방향의 힘과 주파수의 관계 도표를 나타낸 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100:물고기 로봇 200:몸체부
300:구동부 310:압전세라믹 작동기(LIPCA)
320:랙-피니언 322:랙
324:피니언 330:4바 링크
332:긴크랭크 334-1:상측커플러
334-2:하측커플러 336:짧은 크링크
400:꼬리지느러미 410:a형지느러미
420:b형지느러미 430:c형지느러미
440:d형지느러미 452:제어부
453:서보모터 454:데이터부
455:스트레인 게이지 456:컴퓨터
본 발명은 압전세라믹 작동기로 구동되는 물고기 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물속에서 헤엄치게 되는 물고기 로봇으로, 상기 물고기 로봇의 사용되는 최적화된 꼬리지느러미에 의해 고효율의 수영과 조용한 추진 운동이 가능하게 압전 세라믹 작동기의 굽힘 운동을 물고기 로봇의 인조 꼬리지느러미의 추진력 운 동으로 변환할 수 있는 압전세라믹 작동기로 구동되는 물고기 로봇에 관한 것이다.
일반적으로 물고기의 수영에는 BCF(Body and Caudal Fin)운동 또는 MPF(Median and Paired Fin)운동이 있다.
여기서 상기 BCF(Body and Caudal Fin)운동하는 물고기는 큰 추진력을 발생하여 빠른 추진과 가속을 할 수 있으며, MPF(Median and Paired Fin)운동을 하는 물고기는 유영하는 능력이 우수하다.
이제까지 이루어진 물고기 모방 로봇은 MIT의 로봇 튜나(Robo Tuna)와 Draper Lab의 수력(hydraulic actuated)으로 작동되는 VCUUV(Vorticity Control Unmanned Undersea Vehicle)가 있었다.
또한 몇몇 연구자들은 물고기 모방 로봇에 지능 재료를 이용하기도 하였으며, Ayers 등은 SMA를 이용한 장어류 로봇을 제작하였고, GUO 등은 ICPF 작동기를 이용한 소형 물고기 로봇을 개발하였었다.
그러나 다른 물고기 로봇의 대부분은 프로펠러 작동하여 에너지 효율이 떨어지게 설계되었으며 그로 인한 추진력 효율이 감소하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 유니모프 압전 작동기인 LIPCA(Lightweight Piezo-Composite curved Actuator)를 이용한 물고기 모방 로봇은 꼬리지느러미의 운동에 의하여 추력을 발생하며, 적절한 꼬리의 운 동 주파수와 지느러미의 형상에 따라서 추력 및 수영 속도가 향상되고, 상기 물고기 로봇은 전력소모가 적은 압전세라믹 작동기를 구동기로 하며, 소형화하는 할 수 있고, 랙-피니언과 4바 링크 구조에 의해 물고기 로봇은 수영 속도가 빠른 추진력을 가지게 되는 물고기 로봇을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 물고기 로봇은 캡슐형태로 후면에 꼬리지느러미를 형성하여 내부 일측에 중공의 튜브를 구비한 몸체부와,
상기 몸체부 내부의 튜브 일측에 양측으로 형성된 압전세라믹작동기의 굽힘운동을 회전운동으로 바꾸는 랙-피니언과 4바 링크에 의해 꼬리지느러미의 반복 운동으로 추진력을 가지는 구동부로 구성된 것을 특징으로 하는 압전세라믹 작동기로 구동되는 물고기 로봇을 제공함으로써 달성하였다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 물고기 로봇을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 물고기 로봇의 구동부를 나타낸 측면도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 물고기 로봇의 구동부를 나타낸 평면도면이다.
상기 도면에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 물고기 로봇(100)은 크게 몸 체부(200), 구동부(300) 그리고 꼬리지느러미(400)로 이루어진다.
상기 물고기 로봇(100)은 몸체부(200)의 내부에서 두 개의 압전세라믹 작동기(LIPCA-Lightweight Piezo-Composite curved Actuator)(310)는 고정물에 고정된 것이며, 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)는 랙-피니언(320)과 4바 링크(330)로 구성된 구동부(300)에 연결되어 있는 것이다.
여기서, 상기 랙-피니언(320)은 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)의 굽힘 운동을 회전운동으로 바꾸는 것이고, 4바 링크(330)는 회전운동을 이용하여 꼬리지느러미(400)의 운동을 일으키게 된다.
이러한, 물고기 로봇(100)의 몸체부(200)에는 랙-피니언(320)과 4바 링크(330)로 구성된 구동부(300) 일측에는 부력을 조절하는 중공의 튜브(도면 미도시)가 몸체부(200)의 내부에 위치하게 구성된다.
아울러, 상기 물고기 로봇(100)의 몸체부(200) 후면에서 꼬리지느러미(400)와의 접착부분은 유연고무와 실리콘으로 방수하여 물이 스며들지 않게 되며, 몸체부(200)는 기름 성분이 있는 찰흙을 이용하게 된다.
상기 몸체부(200) 내부에 구성된 구동부(300)는 유리, 카본 에폭시 층을 갖는 단일층 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)로 구성되어 전기를 인가받아 굽힘 운동을 발생하게 된다.
여기서, 상기 구동부(300)는 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)를 양측의 두 개로 구성된 구조로 300Vpp의 입력전압으로 구동되며, 평행하게 배치되게 고정된다.
그리고 상기 구동부(300)의 내부 구조는 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)의 굽힘 운동을 회전운동으로 변경하는 랙-피니언(320)과 4바 링크(330)가 구성된다.
여기서, 상기 랙-피니언(320)은 두 개의 랙(322)과 하나의 피니언(324)으로 구성된 것이다.
이와 같이, 두 개의 랙(322) 사이에 피니언(324)이 위치하고, 상기 피니언(324)에 연결된 긴크랭크(332)는 철로 된 봉 구조물인 두 개의 상,하측커플러(334-1)(334-2)가 양측으로 연결되며 두 개의 상,하측커플러(334-1)(334-2)의 타측에는 짧은 크랭크(336)와 연결되는 것이고, 상기 짧은 크랭크(336)는 꼬리지느러미(400)와 연결되는 것이다.
이러한 구동부(300)에 구성된 두 개의 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)는 동일하게 동작한다.
즉, 상기 두 개의 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)가 하향 굽힘 운동을 하면, 상기 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)에 부착된 랙(322)은 수직 선형 운동을 하게 되며, 이 수직 선형 운동으로 인하여 두 개의 랙(322)과 접촉하고 있는 피니언(324)은 반시계 방향으로 회전하게 된다.
이때, 상기 피니언(324)에 부착된 긴 크랭크(332)는 회전운동을 하게 되며, 이 운동으로 긴 크랭크(332)에 부착된 상측커플러(334-1)는 왼쪽으로 밀리고, 하측커플러(334-2)는 오른쪽으로 밀리게 된다.
이러한, 상기 상,하측커플러(334-1)(334-2)의 운동으로 상기 상,하측커플러(334-1)(334-2)에 부착된 짧은 크랭크(336)는 회전운동을 하게 되며, 짧은 크랭크(336)와 연결된 꼬리지느러미(400)는 추진력을 일으키는 좌측으로 이동하게 된다.
이와 같이, 두 개의 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)가 하향운동에서 상향운동으로 작동하면 꼬리지느러미(400)는의 우측 이동하는 정 반대로 움직이게 되므로, 최종적으로 꼬리지느러미(400)는 꼬리치는 좌우 반복 운동을 하는 것이다.
그리고, 도 4는 본 발명에 따른 구동부의 4바 링크 작동을 나타낸 도면이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 4바 링크(330)는 긴 크랭크(332) AB, 짧은 크랭크(336) CD, 상,하측커플러(334-1)(334-2) BC로 구성되고, 피니언(324)은 A 지점에 위치하며, 꼬리지느러미(400)는 D 지점에 부착된다.
이와 같이 AD는 피니언(324) 중심과 꼬리지느러미(400) 부착점을 연결하는 선이다.
그리고, 상기 피니언(324)의 회전은 긴 크랭크(332) AB에 의해 이루어지는 것이며, 상,하측커플러(334-1)(334-2) BC에 의해 이 운동은 짧은 크랭크(336) CD로 전이된다. 각 긴 크랭크(332)와 짧은 크랭크(336)의 길이는 설계된 꼬리지느러미(400)의 운동각을 얻을 수 있게 된다.
따라서, 각도 증폭률은
Figure 112006085986815-pat00001
로 표현되며, 이것은 벡터 계산법에 의해 계산된 것이다.
상기 꼬리지느러미(400)는 일정한 두께를 갖는 폴리프로필렌 박판을 이용하 여 제작되는 것이다.
아울러, 도 5는 본 발명에 따른 꼬리지느러미의 종류를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 꼬리지느러미의 추진력을 측정하는 측정장치를 나타낸 도면이다.
상기 도면에 도시된 바와같이, 본 발명의 꼬리지느러미(400)의 추진력을 측정하는 측정법으로 꼬리지느러미(400)의 형상이 추력 발생에 미치는 영향에 관한 것으로, 상기 꼬리지느러미(400)는 원형체 형상의 a형지느러미(410)와 상기 원형체에서 중심으로 'V'자의 깊이를 각각 다르게 3단계로 나누어지게 각각 형성된 b형지느러미(420), c형지느러미(430), d형지느러미(440)를 측정한 것이다.
이러한 상기 꼬리지느러미(400)는 제어부(452)와 연결된 서보모터(453)에 부착되며 상기 꼬리지느러미(400)의 일측에 스트레인게이지(455)가 부착된다.
이때, 상기 서보모터(453)는 서보기구의 조작부로서 제어신호에 의해 부하를 구동하는 장치로 프린터, DVD, 공작기계, CCTV 카메라, 캠코더 등에 사용되는 모터처럼 명령에 따라 정확한 위치와 속도를 추종할 수 있는 모터를 서보모터(453)라고 한다. 서울시 구로구 구로동
그리고 스트레인게이지(Strain Gauge)(455)는 변형률계 또는 응력계라고 하며, 기계·구조물의 재료의 변형을 측정하는 기구로 일반적인 전기적, 전자적 신호를 이용하여 공학적인 값을 측정하는 측정장비이며, 길이의 변화율을 진동현의 주파수(Hz) 코일의 저항등을 이용하여 간접적으로 측정하는 장치이다.
이러한 구조로 수중에서 움직이는 꼬리지느러미(400)로 부터 얻은 데이터는 데이터부(454)를 통해 컴퓨터(456)에 저장된다.
상기 꼬리지느러미(400)가 발생한 추력이 꼬리지느러미(400)의 도심에 적용하면, 그 추진력(F)는,
Figure 112006085986815-pat00002
여기서, E, z, ∈, x 는 각각 꼬리지느러미의 탄성 계수, 단면상수(스트레인 게이지가 부착된 위치에서의), 측정된 변형률, 그리고, 감지기와 도심 사이의 거리를 나타낸다.
이러한 꼬리지느러미(400)를 물이 채워진 수조에 4가지 형태의 꼬리지느러미(400)를 갖는 물고기 로봇(100)을 물에 넣고, 꼬리지느러미(400)가 치는 주파수를 변화시키며, 각 물고기 로봇(100)이 발생하는 속도를 관찰하게 된다.
상기 물고기 로봇(100)의 수영 성능을 측정하는 스트로홀 수는 꼬리지느러미(400)가 치는 구파수(f)와 꼬지지느러미(400)가 치는 진폭(A)에 대한 수영 속도(U)의 비로 정의 된다.
Figure 112006085986815-pat00003
주파수 변화에 따른 물고기 로봇(100)가 주어진 거리를 수영하는데 걸리는 시간을 측정하여 속도를 계산하는데 스트로홀 수를 계산하기 위하여 꼬리지느러미(400)가 치는 진폭(A)을 계측하게 된다.
다음으로, 도 7은 본 발명에 따른 꼬리지느러미의 추력을 계측한 도표를 나타낸 도면이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, a형지느러미(410)를 제외하고 가로세로비가 높아지면 꼬리지느러미(400)의 도심에서 발생하는 힘은 감소하게 된다.
측정된 것 중에서 b형지느러미(420)가 가장 큰 추력을 발생시키고, d형지느러미(440)가 가장 작은 추력을 발생시키는 것을 알 수 있다.
4가지 꼬리지느러미(400)를 갖는 물고기 로봇(100)은 1~1.5Hz의 서로 다른 5개의 구동주파수를 인가하여 수영 속도를 계측한다.
상기 물고기 로봇(100)이 꼬리지느러미(400) 진폭을 발생하는 고유 주파수가 1.01Hz 임을 관찰하였을 때, 꼬리지느러미(400)가 치는 각도가 17˚임을 계측된다. 최대 속도는 고유주파수에 도달하였을 때 발생하며, 주파수가 조금 더 증가하면 수용속도가 줄어드는 것을 알 수 있다. 가장 빠른 수영 속도를 발생하는 것은 물고기 로봇(100)에 b형지느러미(420)를 부착한 것이며, 가장 속도가 느린 것은 d형지느러미(440)를 부착한 것이다.
그리고, 도 8은 본 발명에 따른 꼬리지느러미의 수영속도와 주파수의 관계 도표를 나타낸 도면이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 물고기 로봇(100)의 스트로홀 수는 모든 경우에서 인가 주파수가 증가하면 감소하는데 최소의 스트로홀 수는 a형지느러 미(410)를 갖는 경우이며, b형지느러미(420)를 갖는 경우에는 비슷한 결과가 나온다.
이 두 경우와는 다르게 c형지느러미(430)와 d형지느러미(440)를 갖는 경우 스트로홀 수가 다르게 증가한다. 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)에 300Vpp를 1~1.5Hz 사이의 주파수를 갖는 사각파를 인가하였을 때, a형지느러미(410)와 b형지느러미(420)를 갖는 경우 스트로홀 수는 0.58~0.938과 0.614~0.862의 범위로 계산되며, c형지느러미(430)와 d형지느러미(440) 형태의 꼬리지느러미(400)를 갖는 경우의 스트로 홀 수는 0.916~1.266과 1.339~1.689의 범위로 보인다.
또, 도 9는 본 발명에 따른 꼬리지느러미의 스트로홀 수와 주파수의 관계 도표를 나타낸 도면이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 수영을 하는 방향으로 전체 작용하는 힘(F)는 수영하는 동안 가속도가 일정하다는 것을 운동량 보존법칙으로 계산하면,
Figure 112006085986815-pat00004
여기서, υ₂는 물고기 로봇(100)의 최종 속도, υ₁은 물고기 로봇(100)의 초기 속도, 그리고, m은 물고기 로봇(100)의 중량이다. T는 물고기 로봇(100)이 수중에서 발생하는 추력, D 항력이다.
또한, 도 10은 본 발명에 따른 꼬리지느러미의 수영 방향의 힘과 주파수의 관계 도표를 나타낸 도면이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 각기 다른 주파수에서 발생한 수영 방향의 전체 힘을 보여주는 것으로 a형지느러미(410)와 b형지느러미(420)를 갖는 물고기 로봇(100)은 각각 0.4298~0.6846mN과 0.5521~0.8102mN의 힘을 발생하였고, c형지느러미(430)와 d형지느러미(440)를 갖는 물고기 로봇(100)은 각기 다른 구동 주파수에 대하여 각각 0.4408~0.6669mN과 0.3224~0.5857mN의 힘을 발생하였다.
상기 물고기 로봇(100)의 꼬리지느러미(400)에서 발생한 추력의 영향이 몸체의 저항에 의한 영향으로 수영하는 방향으로 전체 작용하는 힘(F)은 감소하게 된다.
이와 같이 상기 물고기 로봇(100)의 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)에서 발생하는 굽힘운동은 랙-피니언(320)과 4바 링크(330) 구조를 통하여 꼬리지느러미(400)의 꼬리치기 운동으로 전환된다. 상기 물고기 로봇(100)의 수영 속도는 꼬리가 발생하는 추력에 비례하여 나타난다.
또한, 상기 물고기 로봇(100)의 수영속도는 꼬리지느러미(400)가 치는 주파수와 꼬리지느러미(400)의 형상에 크게 의존하게 된다. 1.01Hz의 구동 주파수로 b형지느러미(420)의 인조 꼬리지느러미(400)를 부착하면 물고기 로봇(100)을 구동하였을 때 가장 빠른 수영 속도를 얻을 수 있다.
이와 같이 빠르게 수영하는 물고기 로봇(100)을 제작하기 위해서 큰 추력을 발생하는 꼬리지느러미(400)를 선택하여 상기 물고기 로봇(100)을 구성하는 것이다.
그리고, 상기 물고기 로봇(100)에 인공 근육형 작동기인 압전세라믹 작동 기(LIPCA)(310)을 생체 모방 물고기 로봇(100)을 구동하는데 사용하게 된다.
이상에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참조로 하여 그 일 예로서 각각 설명되고 있으나 본 발명은 여기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 기술적 요지를 벗어나지 않으면서 다양한 변형이나 변경을 할 수 있으며, 이에 따른 본 발명의 기술적 범위는 등록 청구 범위에 의하여 해석되어 져야한다.
이상 설명한 바와같이 본 발명의 압전세라믹 작동기로 구동되는 물고기 로봇과 물고기 로봇 꼬리지느러미의 추진력 측정법에 관한 것으로, 상기 물고기 로봇의 사용되는 최적화된 꼬리지느러미에 의해 고효율의 수영과 조용한 추진 운동이 가능하게 압전 세라믹 작동기의 굽힘 운동을 물고기 로봇의 인조 꼬리지느러미의 추진력 운동으로 변환할 수 있는 압전세라믹 작동기로 구동되며, 소형화하는 할 수 있고, 랙-피니언과 4바 링크 구조에 의해 물고기 로봇은 수영 속도가 빠른 추진력을 가지게 되는 뛰어난 효과가 있으므로 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

  1. 물고기 모방 로봇에 있어서,
    상기 물고기 로봇(100)은 캡슐형태로 후면에 꼬리지느러미(400)를 형성하여 내부 일측에 중공의 튜브를 구비한 몸체부(200)와,
    상기 몸체부(200) 내부의 튜브 일측에 양측으로 형성된 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)의 굽힘운동을 회전운동으로 바꾸는 랙-피니언(320)과 4바 링크(330)에 의해 꼬리지느러미(400)의 반복 운동으로 추진력을 가지는 구동부(300)로 구성된 것을 특징으로 하는 압전세라믹 작동기로 구동되는 물고기 로봇.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동부(300)는 두 개의 랙(322) 사이에 피니언(324)이 위치하고, 상기 피니언(324)에 연결된 긴크랭크(332)는 철로 된 봉 구조물인 두 개의 상,하측커플러(334-1)(334-2)가 양측으로 연결되며, 두 개의 상,하측커플러(334-1)(334-2)의 타측에는 짧은 크랭크(336)와 연결되는 것이고, 상기 짧은 크랭크(336)는 꼬리지느러미(400)와 연결되어, 구동부(300)에 구성된 두 개의 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)는 동일하게 동작하는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전세라믹 작동기로 구동되는 물고기 로봇.
  3. 제2항에 있어서, 상기 두 개의 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)가 하향 굽힘 운동을 하면, 상기 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)에 부착된 랙(322)은 수직 선형 운동을 하게 되며, 이 수직 선형 운동으로 인하여 두 개의 랙(322)과 접촉하고 있는 피니언(324)은 반시계 방향으로 회전하게 되고, 상기 피니언(324)에 부착된 긴 크랭크(332)는 회전운동을 하게 되며, 이 운동으로 긴 크랭크(332)에 부착된 상측커플러(334-1)는 왼쪽으로 밀리고, 하측커플러(334-2)는 오른쪽으로 밀리게 되는 상,하측커플러(334-1)(334-2)의 운동으로 상기 상,하측커플러(334-1)(334-2)에 부착된 짧은 크랭크(336)는 회전운동을 하게 되며, 짧은 크랭크(336)와 연결된 꼬리지느러미(400)는 추진력을 일으키는 좌측으로 이동하게 되는 것으로 두 개의 압전세라믹 작동기(LIPCA)(310)가 하향운동에서 상향운동으로 작동하면 꼬리지느러미(400)는 우측 이동하는 정 반대로 움직이게 되므로 최종적으로 꼬리지느러미(400)는 꼬리치는 좌우 반복 운동을 하는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전세라믹 작동기로 구동되는 물고기 로봇.
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