KR102356241B1 - 미용 로보틱스용 변형 가능한 엔드 이펙터 - Google Patents

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KR102356241B1
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나탄 하딩
에이치 케이트 니시하라
러쎌 비. 포드
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윙크 로보틱스, 인코포레이티드
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Abstract

이러한 용례를 위해 원래 설계되지 않은 로봇의 개장을 포함하여, 미용 용례를 위해 사용된 로봇(530)의 안전한 동작을 보장하기 위한 디바이스(506, 515, 516)가 개시된다. 몇몇 실시예에서, 로봇(530)은 피시술자(301)의 자연 속눈썹 상에 속눈썹 연장부(502)의 자동 배치를 위해 사용된다. 몇몇 실시예에서, 안전 배리어(515, 516, 521)가 물리적 배리어(515, 516) 또는 라이트 커튼(521)에 의해 제공된다. 다른 실시예에서 즉시 변형 가능한 엔드 이펙터가 사용된다.

Description

미용 로보틱스용 변형 가능한 엔드 이펙터
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 발명의 명칭이 "뷰티 살롱용 기계(Machine for Beauty Salon)"인 2016년 11월 16일 출원된 미국 가출원 제62/423,000호의 이익을 청구한다. 상기 미국 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 합체되어 있다.
발명의 분야
본 발명은 속눈썹 연장부(eyelash extensions)를 자동으로 도포하는 프로세스에 관한 것이다.
속눈썹 연장부는 전세계에 걸쳐 인기가 증가하고 있다. 속눈썹 연장부는 일반적으로 이들이 자연 속눈썹 섬유에 일대일로 부착되는 사실에 의해 소위 "인공 속눈썹" 또는 "인공 속눈썹 구조"와 구별된다. "인공 속눈썹"은 눈꺼풀에 부착되는 백킹 재료(속눈썹 섬유의 기단부에 있는 얇은 스트립)에 연결되어 있는 속눈썹 섬유의 완전한 세트(일반적으로 한쪽 눈을 위한)이다. 이 프로세스는 따라서 더 간단하고 가정용 사용을 위해 제공된다. 그러나, 속눈썹 연장부는 일반적으로 시아노아크릴레이트 접착제로, 미용 기술자에 의해 한번에 하나씩 각각의 자연 속눈썹 섬유에 힘들게 접착된다. 연장부는 미국 특허 제8,127,774호에 개시된 바와 같은 브랜치(branches)를 가질 수도 있고, 미국 특허 제8,113,218호에 개시된 바와 같이, 가까운 속눈썹과 상호 얽히게(interlocking) 하기 위한 몇몇 방안(scheme)이 존재한다.
속눈썹 연장부가 처음으로 도포될 때, 예약은 최대 2시간 지속되는 상당한 시간을 소요할 수 있다. 예약 중에, 각각의 속눈썹 연장부는 족집게(tweezer)로 적절한 배향으로 픽업되고, 접착제 내에 침지되고, 이어서 접착이 발생할 때까지 피시술자의 자연 속눈썹 섬유들 중 하나에 대해 배치되어야 한다. 이 많은 양의 노동은 뷰티 살롱 비용이 많이 들게 하기 때문에, 그리고 요구되는 시간의 길이 및 비용이 몇몇 고객을 단념시키기 때문에, 몇몇 노동 절약 디바이스가 제안되어 왔다. 하나의 이러한 디바이스는 미국 특허 출원 공개 제2014/0261514호에 개시되어 있는, 손으로 파지되는 속눈썹용 디스펜서이다. 미국 특허 제8,701,685호에 볼 수 있는 바와 같이, 연장부가 공장으로부터 입수되는 트레이에 관한 노동 절약 제안이 또한 존재한다. 이들 트레이는 인간에게 어려운 것이 단지 프로세스의 접착 단계만은 아니라는 사실과 분투하도록 의도된다. 단순히 한 쌍의 족집게로 속눈썹 연장부를 픽업하는 것이 과제이다. 또한, 접착제의 취급 및 연장부를 접착제 내로 침지하는 단계는 자연 속눈썹 섬유에 연장부를 부착하는데 사용되는 열 수축 튜빙의 미리 설치된 단편을 각각의 연장부에 제공함으로써 제거될 수 있다. 여기에 설명된 발명은 분기된, 상호 얽힌, 또는 다른 방식이건간에 모든 속눈썹 연장부에, 그리고 접착제, 열 수축 튜빙, 또는 다른 방식에 의해서간에 자연 속눈썹으로의 모든 접착 방법에 적용된다.
따라서, 그와 같이 하는 시간 및 비용의 모두를 절감할 수 있는, 속눈썹 연장부를 더 효과적으로 설치하기 위한 방식에 대한 요구가 존재한다. 더욱이, 이러한 시스템이 명백하게 안전하여 연장부의 수여자가 절차를 확신하게 하는 요구가 존재한다. 인간과 접촉하지만 안전한 것으로 보장될 수 있는 로봇 시스템을 생성하는 것은 매우 어렵다. 여기에 개시된 로봇 시스템은 이러한 안전을 제공하지만, 통상적으로 "본질적으로 안전한" 또는 "협동적인" 로보틱스라 칭하는 것보다 비용이 훨씬 더 낮은 방식으로 이를 수행한다. 안전은 통상적으로 중복 피드백의 사용을 통해(피드백 디바이스가 고장일 때 축 런어웨이(runawawy)를 제거하기 위해) 그리고 시스템에 사용된 모든 소프트웨어의 검증 및 유효화 테스트와 결합된 광범위한 코드 리뷰를 통해 이러한 시스템에서 보장된다. 이러한 시스템의 예는 미국 캘리포니아주 서니데일 소재의 Intuitive Surgical® Corporation의 da Vinci® 로봇 및 미국 캘리포니아주 산호세 소재의 Restoration RoboticsTM, Inc.의 ARTAS® 로봇이다.
ARTAS® 로봇은 예를 들어, 고가이지만, 인간-로봇 협동을 위해 안전한 등급인 산업용 로봇 아암의 버전에 기초한다. 더욱이, 가까운 인간에 대한 비안전 상황을 야기할 수 있는 모든 소프트웨어가 조심스럽게 리뷰되고 테스트될 필요가 있다. 이는 불행하게도 비용을 재차 상승시키고 프로그래밍 스태프가 대부분의 상업용 및 오픈 소스 소프트웨어 라이브러리 및 툴을 재사용하는 것을 차단한다. 이러한 소프트웨어의 안전을 보장하는 것이 어렵고, 의료 디바이스에서, U.S. FDA와 같은 규제 단체에 의해 "출처를 알 수 없는 소프트웨어(Software of Unknown Provenance)"로 고려되고 인간 안전에 영향을 미치는 임의의 용례에 사용이 거의 불가능하다.
여기에 설명된 발명은 인간과 접촉하는 로봇을 안전하게 하는 로봇을 제조하기 위한 신규한 전략을 사용하여 이 문제를 다룬다. 이는 속눈썹 연장부의 작업에 뿐만 아니라 또한 로봇에 의해 수행될 수 있는 인간 피시술자에 수행되는 다른 절차에도 적용 가능하다.
속눈썹 연장부의 설치는 인간에 의한 수동 도포를 필요로 하지 않고 연장부를 배치하는 로봇 기구에 의해 자동화될 수 있다. 그러나, 극단적으로 고가의 복잡한 페일-세이프(fail-safe) 로봇 기구가 사용되지 않으면, 안전 시스템은 로봇 고장의 경우에 연장 프로세스의 안전을 보장하도록 제공되어야 한다. 본 발명의 주제는 로봇 기구에 부착된 본질적으로 안전한 엔드 이펙터(end effector) 및 안전 배리어의 조합된 사용이다. 엔드 이펙터가 인간에 접촉하면 인간에 상해를 입히는 위험 없이 속눈썹 연장부를 파지하고 인간 얼굴 부근에서 동작할 수 있는 특정 엔드 이펙터가 또한 개시된다. 본 발명은 또한 미용의 다른 영역에 적용되고, 다른 것들 중에서도, 레이저 피부 시술, 문신, 에어브러싱에서 본질적으로 안전한 동작에 관한 실시예가 제시된다.
본 발명의 부가의 목적, 특징 및 장점은 유사한 도면 부호가 다수의 도면에서 공통 부분을 나타내는 도면과 함께 취할 때 그 바람직한 실시예의 이하의 상세한 설명으로부터 더 즉시 명백해질 것이다.
도 1은 수동 속눈썹 연장을 도시하고 있다.
도 2는 자동 속눈썹 연장을 수행하는 6축 로봇을 도시하고 있다.
도 3의 (a)는 본질적으로 안전한 엔드 이펙터의 형태의 본 발명의 가장 간단한 실시예를 도시하고 있다.
도 3의 (b)는 도 3의 (a)의 부분의 확대도이다.
도 3의 (c)는 속눈썹 연장부를 파지하는 엔드 이펙터를 도시하고 있다.
도 4는 로봇과 함께 사용시의 엔드 이펙터를 도시하고 있다.
도 5는 로봇이 고장났지만, 피시술자는 엔드 이펙터의 사용에 기인하여 안전하게 남아 있는 런어웨이 조건을 도시하고 있다.
도 6은 물리적 배리어 대신에 라이트 커튼을 사용하는 대안적인 실시예를 도시하고 있다.
도 7a는 속눈썹 연장부를 더 양호하게 지지하는 엔드 이펙터를 위한 대안적인 팁을 도시하고 있다.
도 7b는 대안적인 팁의 측면도이다.
도 7c는 대안적인 팁과 함께 사용을 위한 만곡형 튜브를 도시하고 있다.
도 8의 (a)는 속눈썹 연장부의 대안적인 배향을 허용하는 엔드 이펙터 팁의 다른 변형예를 도시하고 있다.
도 8의 (b)는 도 8의 (a)의 엔드 이펙터 팁의 측면도이다.
도 8의 (c)는 속눈썹 연장부를 파지하는 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)의 엔드 이펙터 팁을 도시하고 있다.
도 8의 (d)는 속눈썹 연장부를 파지하는 도 7a 및 도 7b의 엔드 이펙터 팁을 도시하고 있다.
도 9a는 속눈썹 연장부의 배향을 더 양호하게 고정하는 엔드 이펙터 팁의 변경을 갖는 다른 실시예를 도시하고 있다.
도 9b는 속눈썹 연장부의 배향을 더 양호하게 고정하는 엔드 이펙터 팁의 변경을 갖는 다른 실시예를 도시하고 있다.
도 9c는 속눈썹 연장부의 배향을 더 양호하게 고정하는 엔드 이펙터 팁의 변경을 갖는 다른 실시예를 도시하고 있다.
도 10a는 말단 90도 우측 회전을 허용하여, 속눈썹 연장부를 더 멀리 재배향하는 엘보우 엔드 이펙터를 도시하고 있다.
도 10b는 도 10a의 엘보우 엔드 이펙터와 연계된 마찰 제한을 극복하는 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터를 도시하고 있다.
도 11의 (a)는 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터를 더 상세히 도시하고 있다.
도 11의 (b)는 코드로부터 해제된 장력을 갖는 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터를 도시하고 있다.
도 11c는 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터의 루프 형성된 코드의 부분 정면도이다.
도 12는 또 다른 배향 옵션을 제공하는 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터 변형예를 도시하고 있다.
도 13은 도 3의 (a) 내지 도 3의 (c)의 엔드 이펙터와 동일한 각도 배향을 갖는 감소된 칼럼 강도를 제공하는 이중 엘보우 엔드 이펙터를 도시하고 있다.
도 14는 도 12의 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터의 변형예인 직접 스프링 엘보우 엔드 이펙터를 도시하고 있다.
도 15는 도 13의 이중 엘보우 엔드 이펙터와 유사하지만 다소 더 작은 직접 엘보우 엔드 이펙터를 도시하고 있다.
도 16은 소직경 엔드 이펙터를 도시하고 있다.
도 17은 상기 엔드 이펙터들에 적용 가능한 매우 간단한 작동 구성을 도시하고 있다.
도 18은 속눈썹 연장부를 파지하기 위해 정전하를 사용하는 전자 접착식 엔드 이펙터와 같은, 완전히 상이한 유형의 엔드 이펙터를 도시하고 있다.
도 19a는 뷰티 살롱에서 로봇과 함께 사용을 위한 다른 본질적으로 안전한 엔드 이펙터를 도시하고 있다.
도 19b는 뷰티 살롱에서 로봇과 함께 사용을 위한 부가의 본질적으로 안전한 엔드 이펙터를 도시하고 있다.
도 19c는 뷰티 살롱에서 로봇과 함께 사용을 위한 다른 본질적으로 안전한 엔드 이펙터를 도시하고 있다.
도 20은 뷰티 살롱에서 사용을 위해 로봇에 연결되는 본질적으로 안전한 에어브러시 시스템을 도시하고 있다.
도 21은 로봇에 의해 제어되는 사용시에 본질적으로 안전한 네일 폴리시 도포기를 도시하고 있다.
도 22는 상이한 본질적으로 안전한 구성의 브러시와 함께 사용시의 스카라 로봇(SCARA robot)을 도시하고 있다.
도 23은 인클로저(enclosure) 내부의 로봇과 함께 사용되는 도 22의 디바이스의 대안적인 실시예를 도시하고 있다.
도 24는 상기에 제시된 것들에 유사한 구성이 어떻게 레이저와 함께 사용되어 레이저를 사용하여 미용 치료를 제공할 수 있는지를 도시하고 있다.
도 25는 LED 모듈이 피부 치료를 제공하는데 사용되는 도 24의 대안적인 실시예를 도시하고 있다.
도 26은 문신을 위해 사용될 수 있는 변형예를 도시하고 있다.
도 27은 40 N/cm2 초과의 허용 가능한 압력을 갖는 인간 신체의 영역을 도시하고 있다.
도 28의 (a)는 피시술자를 위한 본질적으로 안전한 속눈썹 연장부를 제공하기 위해 속눈썹 격리 프로브와 함께 작동하는 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터의 캡스톤 실시예의 측면도이다.
도 28의 (b)는 도 28의 (a)의 실시예의 정면도이다.
본 발명의 다수의 실시예가 있다. 설명은 비교를 위한 배경 및 속눈썹 연장부를 위한 다소 간단한 실시예로 시작할 것이다. 다음에, 속눈썹 연장 엔드 이펙터의 다양한 개량이 설명될 것이고, 이어서 정전 파지를 사용하는 변형예의 설명이 이어질 것이다. 다음에, 다른 미용 용례를 위한 동일한 기본 안전 시스템을 사용하는 다수의 실시예가 제시될 것이다. 마지막으로, 속눈썹 연장부와 함께 사용을 위한 예시적인 실시예가 제공된다.
이하의 설명은 수많은 특정 구성, 파라미터 등을 설명한다. 그러나, 이러한 설명은 본 발명의 범주에 대한 한정으로서 의도된 것이 아니라, 대신에 예시적인 실시예의 설명으로서 제공된 것이라는 것이 인식되어야 한다.
이하의 설명에서, 용어 "속눈썹"이 사용될 때, 이는 사람의 하나 이상의 자연 속눈썹 섬유를 칭하는 것으로 의도된다. 용어 "속눈썹 연장부" 또는 "연장부"가 사용될 때, 이는 인공 속눈썹 연장부를 칭하는 것으로 의도된다.
배경 및 가장 간단한 실시예
본 발명의 속눈썹 연장 방법을 지시하고 있는 다소 간단한 도면인 도 1을 먼저 고려한다. 이 프로세스에서, 미용 전문가(도시 생략)는 속눈썹 연장부(502)를 조작하기 위해 족집게(500)를 사용한다. 속눈썹 연장부(502)에 접착제를 도포한 후에, 미용 전문가는 속눈썹 연장부(502)를 피시술자(301)의 속눈썹(505)의 자연 속눈썹에 정렬하고 접착제가 경화할 때까지 대기한다. 이 작업에서 안전이 특정 용도로 제조된 마네킹에 연장부를 도포하기 위해 수시간 학습을 소비한 미용 전문가의 훈련에 의해 보장된다. 또한, 피시술자(301)의 눈에 밀접하여 족집게(500)를 조작하는 것과 연계된 위험은 명백한데: 심지어 속눈썹 연장에 사용되는 매우 날카로운 족집게에 의한 눈의 약간의 스침도 심각한 상해를 유발할 수 있다.
로보틱스 및 컴퓨터 비전의 진보는 이제 자동화 속눈썹 연장을 고려하는 것을 가능하게 한다. 구체적으로 본 발명의 목적은 아니지만, 이러한 시스템의 원리적인 특징의 간략한 상술이 도움이 될 것이고, 시스템이 도 2에 도시되어 있다. 여기서, 로봇(530)은 인간 팔을 대략적으로 닮은 6개의 액추에이터로 구성된다. 이러한 구성은 로보틱스 분야에서 통상적이고, 종종 6축 로봇 아암이라 칭한다. 로봇(530)은 족집게(500)를 로봇(530)에 장착하여 작동하는 족집게 장착부(531) 내에서 종료한다. 이 디자인에서, 족집게(500)는 간단하게 미용 전문가에 의해 사용되는 것과 동일하다. 족집게(500)는 속눈썹 연장부(502)를 파지하고, 로봇(530)은 속눈썹(505)의 단일의 속눈썹 옆에 속눈썹 연장부(502)를 정렬한다. 컴퓨터 비전 시스템(504)이 속눈썹(505)의 정확한 위치를 제공한다.
이 디자인을 위한 안전을 제공하는 것은 로봇(530)이 족집게(500)를 피시술자(301)의 머리 내로 우발적으로 밀어넣지 않는 것 - 및 특히 눈 내로 밀어넣지 않는 것 - 을 보장하는 것을 수반한다. 이러한 로봇이 존재한다. 예를 들어, 수술용 로봇은 최근에 점점 통상적이 되고 있고, 환자 내부에 날카로운 수술 도구와 함께 사용된다. 또한, 이러한 디자인에 다수의 어려움이 존재한다. 첫째로, 큰 중복성이 하드웨어 시스템에 구축되어야 하고; 통상적으로 감지 및 계산의 중복성이 최소한 제공된다. 이는 로봇에 비용 및 복잡성을 추가한다. 둘째로, 더 큰 주의가 소프트웨어에 기울어져야 하고; 안전 필수 소프트웨어를 제조하기 위한 프로세스가 양호하게 이해되지만 많은 시간을 소요하여, 개발 비용을 상당히 증가시킨다. 셋째로, 다수의 이러한 시스템은 인간에 의해 직접 조작되고 자율적으로 동작하지 않아, 인간 조작자가 로봇의 거동을 점검할 수 있기 때문에 안전의 계층을 추가한다. 마지막으로, 이러한 프로세스는 일반적으로 기계 학습 및 인공 지능 - 정확하게 컴퓨터 비전과 함께 종종 사용되는 복잡한 기술의 유형 - 과 같은 더 복잡한 계산 기술을 배제한다. 이는 이러한 기술이 정확하게 작용하고 모든 상황 하에서 정확하게 계속 작용하는 것을 입증하기가 어려울 수 있기 때문이다.
이들 이유로, 안전을 희생하지 않고 라이트 미용 유형 작업을 수행하기 위해 더 저가의 더 통상적인 로봇을 사용하는 방식이 존재하면 바람직할 것이다. 즉, 이들 부가의 어려움을 발생하지 않고 본질적으로 안전한 로봇이 설계될 수 있을까? 결국, 속눈썹 연장과 같은 작업을 수행할 수 있지만, 이들의 용례의 제한이 인간 주위에 사용을 위한 충분한 안전을 위해 요구되는 더 다수의 비교적 저가의 소형 로봇이 존재한다. 본 명세서에 개시된 발명은 미용 용례에서 요구되는 소형 및 경량 페이로드를 위해 이 문제를 해결하는 디바이스이다. 물론, 피시술자에 원하는 레벨의 안전을 제공하기 위해, 단독으로 또는 여기에 개시된 실시예와 함께 사용될 수도 있는 안전을 위한 다수의 접근법이 존재한다는 것이 주목되어야 한다.
본 발명의 다소 간단한 실시예를 도시하고 있는 도 3의 (a) 내지 도 3의 (c)를 고려한다. 엔드 이펙터(506)는 튜브(511) 및 코드(510)로 구성된다. 코드(510)는 팽팽한 만곡부를 지속하는 것이 가능한 임의의 적당한 인장 강도 코드를 포함한다. 예를 들어, 합성 스레드, 모노필라먼트 낚싯줄, 및 꼬인 낚싯줄이 모두 비한정적으로 이러한 코드의 예이다. 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 코드(510)의 상부에 루프를 형성하고 이 루프를 속눈썹 연장부(502) 위로 스레딩함으로써, 이어서 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 속눈썹 연장부(502) 위로 코드(510)를 팽팽하게 잡아당김으로써, 속눈썹 연장부(502)가 엔드 이펙터(506)에 의해 파지될 수 있다. 엔드 이펙터(506)는 단지 속눈썹 연장부(502)를 픽업하도록 의도되기 때문에, 이는 큰 구조적 강성을 가질 필요가 없다. 실제로, 속눈썹 연장부(502)의 중량은 매우 작아 엔드 이펙터(506)의 중량에 비교하여 무시할만하다. 엔드 이펙터(506)의 주요 구조적 구성요소, 즉 튜브(511)는 얇은 폴리머로 제조되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 약간 강성인 저밀도 폴리에틸렌 튜빙 또는 폴리프로필렌 튜빙이 모두 양호한 선택이다. 실제로, 폴리프로필렌으로 제조된 통상의 칵테일 빨대가 우수한 선택이지만, 그 자중에 더하여 속눈썹 연장부(502)의 자중을 들어올릴 때에만 튜브(511)가 강성인 충분히 작은 섹션과 함께 사용된 임의의 탄성 재료가 충분할 것으로 판명되었다. 튜브(511)의 직경은 코드(510)를 통과하기 위해 충분히 커야 하고 속눈썹 연장부(502)가 튜브(511)의 직경을 가로질러 놓이기에 충분히 작아야 한다. 실제로, 대략 0.1 인치(약 2.5 mm)의 직경이 매우 효과적이지만, 이는 예시적인 예로서 의도되고 본 발명의 범주를 한정하도록 의도되지 않는다. 더욱이, 튜브(511)는 비원형 또는 비폐쇄형 섹션일 수 있고, 실제로 임의의 유형의 지주(strut)인 것으로 의도되는데 - 예를 들어, 정사각형 튜브 또는 "C" 섹션이 일반적으로 마찬가지로 작용할 것이다.
엔드 이펙터(506)는 도 4에 사용시에 도시되어 있다. 여기서, 로봇(530)은 엔드 이펙터(506)를 로봇(530)에 연결하는 튜브 장착부(532)로 개장되어 있다. 엔드 이펙터(506)는 간극(517)에서 물리적 배리어(515)를 통해 돌출하지만, 튜브 장착부(532)도 또한 로봇(530)도 간극(517)을 통해 끼워질 수 없다. 따라서, 피시술자(310)는 엔드 이펙터(506)를 제외한 로봇(530)의 모든 부분으로부터 보호된다는 것을 간단히 볼 수 있다. 물리적 배리어(515)는 안전 배리어의 제1 예이고, 로봇(530)의 최대 충격을 저항하기 위해 충분히 강한 임의의 재료로부터 제조될 수 있는데 - 금속 및 폴리카보네이트와 같은 고충격 플라스틱이 매우 적합하다. 몇몇 실시예에서, 간극(517)이 충분히 크지 않은 경우에, 이는 로봇(530) 상에 또는 튜브 장착부(532) 상에 더 큰 특징부를 생성하고 대응 양만큼 간극(517)을 확장하는 문제이다. 몇몇 실시예에서, 인간 제한기(516)가 피시술자(301)가 물리적 배리어(515)에 너무 근접하여 접근하는 것을 방지하도록 제공된다. 이는 간극(517)이 확장되면 바람직할 수 있는데, 이는 로봇(530)이 간극(517)을 통해 줄곧 끼워질 수 없을지라도 로봇(530)의 코너가 간극(517)을 통해 도달하는 것이 가능할 수도 있기 때문이다. 따라서, 로봇(530), 엔드 이펙터(506), 물리적 배리어(515), 및 인간 제한기(516)는 로봇(530)이 자체로 인간 사용을 위해 본질적으로 안전하지 않더라도 본질적으로 안전한 로봇 시스템을 포함한다. 이들 구성요소들의 일부는 특정 실시예에서 생략될 수 있고, 다른 실시예에서 특정 확장을 포함할 수 있지만, 일반적으로 적절한 엔드 이펙터 및 배리어를 갖는 본질적으로 안전하게 되도록 로봇을 개장하는 것이 가능하다는 것을 이후의 실시예에서 알 수 있을 것이다.
도 5는 로봇(530)이 접촉점(520)에서 엔드 이펙터(506)에 의해 피시술자(301)에 부주의하게 접촉되어 있는 상황에서의 결과를 도시하고 있다. 로봇 디자인의 양호한 실시는 이러한 발생을 제한해야 하지만, 예를 들어, 로봇 수술 디바이스에서 취해진 극단적인 예방조치의 부재시에, 엔드 이펙터(506)는 몇몇 지점에서 피시술자(301)에 접촉할 수도 있다는 것이 관련 기술분야에서 양호하게 이해된다. 그러나, 엔드 이펙터(506)는 경량의 가요성 플라스틱으로부터 제조되기 때문에, 엔드 이펙터(506)는 간단히 만곡하여, 피시술자(301)에 겨우 사소한 상해만을 유발한다. 더욱이, 로봇(530)은 물리적 배리어(515)에 접촉하고 있는데, 이는 추가의 모션을 방지한다. 따라서, 도 5의 실시예는 안전이 중복성 및 엄격한 소프트웨어 제어보다는 기계적 수단에 의해 제공되는 인간 피시술자에 인접하여 사용을 위한 본질적으로 안전한 로봇 시스템을 도시하고 있다.
도 6에 도시된 다른 실시예에서, 물리적 배리어(515)는 제2 유형의 안전 배리어인 라이트 커튼(521)으로 대체되어 있다. 수신기와 페어링된 일련의 광 이미터를 포함하는 라이트 커튼은 자동화 장비의 분야에서 양호하게 이해된다. 도 6에서, 라이트 커튼(521) 내의 각각의 원은 단부에서 보여지는 하나의 쌍의 이미터 및 수신기를 표현하고 있다. 전형적인 동작에서, 라이트 커튼(521)은 라이트의 신호 쌍이 파괴될 때 전력을 차단한다(또는 다른 안전 시스템에 결합함). 그러나, 본 실시예에서, 엔드 이펙터(506)가 라이트 커튼(521)을 트리거링하지 않고 라이트 커튼(521)을 통과하고 반면에 로봇(530) 및 튜브 장착부(532)는 그렇지 않은 것이 바람직하다. 이는 임의의 시간에 단지 하나의 쌍의 이미터 및 수신기(또는 몇몇 다른 미리 규정된 수의 이미터 및 수신기) 사이의 광 경로가 파괴되게 함으로써 달성될 수 있다. 이 방식으로, 로봇(530)이 물리적 배리어를 필요로 하지 않고 그 허용된 동작 구역을 나오려고 시도하면 전력을 차단하는 것(또는 안전 시스템에 결합함)이 가능하다. 이러한 라이트 커튼은 소프트웨어 자체가 안전-필수 표준에 부합하면, 하드웨어 또는 소프트웨어 회로에 의해 파괴된 경로의 수를 카운팅함으로써 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 도 5에서와 같은 물리적 배리어, 및 도 6에서와 같은 라이트 커튼의 하이브리드 접근법이 사용된다. 몇몇 실시예에서, 라이트 커튼(521)은 컴퓨터 비전 시스템(504)과 간섭하지 않기 때문에 바람직하다.
일반적으로, 로봇(530)은 제어기(529)를 구비한다. 로봇 기구를 위한 제어기는 관련 기술분야에 양호하게 이해되기 때문에, 제어기(529)는 다양한 로봇을 도시하고 있는 다른 도면으로부터 생략되어 있다. 그러나, 제어기(529)는 보편성의 손실 없이, 로봇(530)의 제어를 위해 사용된 전자 기기 및 컴퓨팅 장비를 표현한다는 것이 이해된다. 이는 로봇의 다양한 모터 및 액추에이터를 제어하기 위해 사용된 전력 전자 기기를 포함한다. 더욱이, 제어기(529)는 컴퓨터 비전 시스템(504)에 의해 사용된 카메라 및 로봇(530)에 의해 사용된 임의의 센서와 통신하도록 구성된다. 제어기(529)는 마이크로제어기, 마이크로컴퓨터, 마이크로프로세서, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 그래픽 프로세싱 유닛(GPU), 또는 응용 주문형 집적 회로(ASIC) 중 하나 이상으로 비한정적으로 구성될 수 있는 컴퓨팅 시스템을 더 포함한다. 제어기(529)는 컴퓨터 비전 시스템(504)으로부터 수신된 데이터와 로봇(530)의 모션을 조화시키고 이어서 이하에 설명되는 속눈썹 연장 및 다양한 다른 미용 절차 중에 설명된 모션을 수행하는데 사용되는 소프트웨어를 포함한다. 여기에 설명된 다양한 라이트 커튼은 제어기(529)와 통신할 수 있고 또는 안전을 보장하기 위해 개별 시스템을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제어기(529)는 컴퓨터 비전 시스템(504)의 부분이다. 다른 실시예에서, 컴퓨터 비전 시스템(504)은 그 자신의 프로세싱을 포함한다. 일반적으로, 여기서 컴퓨터 비전 시스템(504)은 2D 또는 3D로 환경을 촬영하도록 구성된 임의의 센서 또는 센서의 그룹을 포함하도록 의도된다. 로봇 및/또는 엔드 이펙터의 모션을 시각적으로 조화하기 위한 컴퓨터 비전 시스템의 사용은 종종 시각적 서보잉(visual servoing)이라 칭한다. 이러한 시각적 서보 시스템에서, 로봇(530)은 그렇지 않으면 통상적으로 관절 위치 센서를 통해 생성되는 그 내부 위치 모델을 교정하기 위해 컴퓨터 비전 시스템(504)으로부터의 정보를 사용한다. 장점은, 관절 위치 센서가 각각의 관절에서 에러를 추가한다는 것인데, 부가의 에러는 로봇의 각각의 부가의 관절에 의해 누적되고, 여기서 컴퓨터 비전 시스템(504)은 출력 위치의 절대 측정치이다. 몇몇 실시예에서, 제어기(529)는 컴퓨터 비전 시스템(504) 및 로봇(530)을 위해 사용될 수 있고, 또는 통신하는 특수화된 컴퓨팅 시스템이 각각을 위해 사용될 수 있다.
엔드 이펙터 개량
엔드 이펙터(506)에 이루어질 수 있는 다양한 개량이 존재한다. 첫째로, 코드(510)가 너무 멀리 잡아당겨지면 속눈썹 연장부(502)를 튜브(511) 내로 우발적으로 견인하는 것이 비교적 쉽다는 것이 주목되어야 한다(도 3을 참조하여). 속눈썹 연장부(502)는 매우 가요성이기 때문에, 이를 수행하기 위해 매우 적은 힘을 소요한다. 따라서, 도 7a 및 도 7b의 실시예에서, 편평형 앤빌 엔드 이펙터(525)가 코드(510)의 통과를 허용하기 위해 2개의 구멍을 갖는 편평한 상부를 포함한다. 이 방식으로, 속눈썹 연장부(502)는 너무 멀리 잡아당겨질 수 없고, 실제로 코드(510)를 잡아당기도록 인가된 더 높은 힘은 더 큰 클램핑력이 속눈썹 연장부(502)에 인가되게 할 것이다. 도 7b에서, 편평형 앤빌 엔드 이펙터(525)의 측면도는 내부 은선(hidden line) 및 캐비티(526)를 도시하고 있다. 캐비티(526)의 제공 목적은 간단히 편평형 앤빌 엔드 이펙터(525)가 낮은 질량을 유지하게 하고 튜브(511)가 낮은 좌굴 강도를 가져 이를 안전하게 하는 것이다. 그러나, 캐비티(526)는 코드(510)가 속눈썹 연장부(502)를 해제하기 위해 압박될 때 코드(510)가 좌굴하지 않게 하기 위해 충분히 작아야 한다. 캐비티(526)의 직경이 충분히 작고 코드(510)가 충분히 강성이면, 코드(510)를 매우 약간 압박하는 것이 편평형 앤빌 엔드 이펙터(525)의 팁에서 코드(510)와 소형 구멍 사이에 마찰을 파괴할 것인 것으로 판명되었다. 이는 속눈썹 연장부(502)를 자유롭게 할 것이고, 스트링을 압박하기 위해 유용한 매우 희박한 경우이다.
다른 실시예에서, 튜브(511)는 도 7c에 도시된 바와 같이, 만곡형 튜브(524)를 생성하기 위해 만곡될 수 있다. 만곡형 튜브(524)의 장점은, 약간의 사전 만곡부가 만곡형 튜브(524)가 피시술자(301)에 충돌하면 만곡형 튜브(524)를 붕괴하게 하는데 요구된 힘을 상당히 감소시킨다(때때로, 이 힘은 튜브의 "칼럼 강도"라 칭함). 물론, 속눈썹 연장부(502)를 해제하는 것은 편평형 앤빌 엔드 이펙터(525) 내의 구멍을 통과함에 따라 코드(510) 상에 부여된 약간의 마찰에 기인하여 이 경우에 약간 더 어렵다.
도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)는 다른 변형예를 도시하고 있다. 몇몇 실시예에서, 속눈썹 연장부(502)를 소정 각도로 제시하는 것이 바람직하다. 이는 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)의 정면도 및 측면도로 도시된 각형성된 앤빌 엔드 이펙터(550)에 의해 달성될 수 있다. 속눈썹 연장부(502)는 코드(510)가 속눈썹 연장부(502)를 가로질러 견인하는 각형성된 앤빌 표면(551)에 접할 것이기 때문에(도 8의 (c) 참조), 각형성된 앤빌 엔드 이펙터(550)는 편평형 앤빌 표면(527)을 갖는 편평형 앤빌 엔드 이펙터(525)(도 8의 (d) 참조)에 비교할 때 소정 각도로 속눈썹 연장부(502)를 유지한다.
도 9a 내지 도 9c에 도시된 또 다른 3개의 실시예에서, 다른 앤빌 토폴로지가 다른 장점을 갖는다. 이들 도면에서, 속눈썹 연장부(502)는 점선으로 도시되어 있고, 코드(510)는 명료화를 보존하기 위해 연장되어 도시되어 있다. 도 9a에서, 홈이 있는 앤빌 엔드 이펙터(535)는 속눈썹 연장부(502)를 위치시키는 홈(536)을 포함한다. 테스트는 홈이 있는 앤빌 엔드 이펙터(535)가 속눈썹 연장부(502)의 특히 신뢰적인 배향을 생성한다는 것을 지시하고 있다. 도 9b는 속눈썹 연장부(502)를 위한 평활한 배치 장소를 제공하는 새들 표면(541)을 포함하는 새들 앤빌 엔드 이펙터(540)를 도시하고 있는데, 반면에 노치(542)는 속눈썹 연장부(502)를 위치시킨다. 도 9c는 도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)의 실시예와 유사한 각형성된 앤빌 및 속눈썹 연장부(502)를 위치시키는 것을 돕는 만곡형 노치(546)의 형태의 홈의 모두를 포함하는 노치가 있는 앤빌 엔드 이펙터(545)를 도시하고 있다. 노치가 있는 앤빌 엔드 이펙터(545)는 작업 표면으로의 더 밀접한 액세스를 허용하는 모따기부(547)를 또한 포함한다. 이들 실시예는 모두 직경이 대략 0.1 인치라는 것이 주목되어야 한다. 일반적으로, 다양한 홈은, 단면이 날카롭거나 만곡되건간에, 속눈썹 연장부의 것보다 대략 작은 단면 치수를 가져야 하는 것이 판명되었다. 홈이 훨씬 더 작아짐에 따라, 홈은 속눈썹 연장부를 더 이상 "파지"하지 않는 경향이 있고; 홈이 훨씬 더 커짐에 따라, 코드는 더 이상 속눈썹 연장부를 클램핑하지 않는다. 속눈썹 연장부는 직경이 50 내지 200 미크론으로 다양하기 때문에, 5 내지 150 미크론 직경의 범위가 바람직하다.
몇몇 실시예에서, 속눈썹 연장부(502)를 심지어 더 큰 각도로 제시하는 것이 바람직하다. 이는 도 10a에 도시된 바와 같이, 엔드 이펙터의 단부에 엘보우를 제공함으로써 달성될 수 있다. 엘보우 엔드 이펙터(555)는 단부 부근에 튜브(519) 내에 90도 만곡부를 포함한다(여기에 설명된 다양한 팁 실시예는 이들 튜브가 단지 각각의 도면에 부분적으로 도시되어 있더라도, 엔드 이펙터(506)의 것과 같은 더 긴 튜브를 모두 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 함). 그러나, 이 디자인은 문제가 있다. 이러한 큰 각도에서, 코드(510)를 위해 사용된 대부분의 재료는 만곡부 내에서 구속되고 코드(510)가 압박될 때 속눈썹 연장부(502)를 해제하지 않는 경향이 있을 것이다.
이 결점은 도 10b에 스프링이 없이 도시되어 있는, 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(556)인, 대안적인 실시예에서 다루어진다. 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(556)는 튜브(520) 내에 포함된 내부벽(557)을 포함한다. 부가의 상세는 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(556)를 통한 단면을 도시하고 있는 도 11의 (a)의 단면도에 포함되어 있다. 이 도면은 루프 형성된 코드(561)를 연장하기 위해 단지 충분한 매우 작은 힘을 생성하는 스프링(558)을 포함한다. 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(556)는 0.1 내지 0.2 인치 정도의 직경이기 때문에, 매우 작은 압축 스프링이 스프링(558)을 실현하는데 사용된다는 것이 주목되어야 한다. 그러나, 이러한 스프링은 미국 캘리포니아주 커머스 소재의 Century SpringTM Corporation과 같은 제조업자들로부터 즉시 입수 가능하고, 실제로 이러한 스프링은 대부분의 클릭 작용식 볼펜에서 발견될 수 있다. 도 11의 (a)에서, 루프 형성된 코드(561)는 장력 하에서, 도면의 좌측으로 잡아당겨지고, 속눈썹 연장부(502)를 클램핑하는 것으로 도시되어 있다. 스프링(558)은 연결부(559)에서 루프 형성된 코드(561)에 연결되고, 스프링(558)은 이 경우에 약간 압축된다. 부가의 장력이 속눈썹 연장부(502)를 클램핑하는 것에 추가하여, 스프링(558)으로부터의 힘에 반작용하기 위해 루프 형성된 코드(561) 내에 요구된다. 도 11의 (b)에서, 장력은 루프 형성된 코드(561)로부터 해제되어 있고, 코드는 처지게 된다. 이는 또한 스프링(558)이 약간 신장되게 하여, 화살표(554)의 방향으로 연결부(559)를 압박하고 속눈썹 연장부(502)를 해제한다. 루프 형성된 코드(561)의 토폴로지는 측면도에서 보기 어렵고, 따라서 도 11c의 부분 정면도가 제공되어, 루프 형성된 코드(561)의 구성을 도시한다.
몇몇 실시예에서, 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터 변형예(569)를 제조하기 위해 제2 축 둘레로 추가로 90도만큼 속눈썹 연장부(502)를 회전함으로써 상이한 엔드 이펙터 배향을 제공하는 것이 또한 유리하다. 이러한 구성은 도 11의 (a) 내지 도 11c의 실시예에서 루프 형성된 코드(561)를 반경방향으로 회전함으로써 달성될 수 있는데 - 측방향 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(569)의 정확한 실시예가 도 12에 도시되어 있다. 본 실시예는 연결점(567)에서 함께 속박되어 있는 코드(565) 및 스프링(566)을 사용한다. 이들 요소는 튜브(522) 내에 수납된다. 전술된 다양한 앤빌 구성은 반드시 상호 배제적인 것은 아니라는 것이 주목되어야 한다. 예를 들어, 상기에 제시된 각형성된 또는 노치가 있는 앤빌은 임의의 엘보우 엔드 이펙터와 함께 사용될 수 있다.
전술된 실시예의 몇몇은 튜브(511)의 중심축에 관하여 소정 각도로 속눈썹 연장부(502)를 유지하는 방식을 제공한다. 이는 통상적으로 어떻게 튜브(511)가 배향될 수 있는지에 있어서 모션 제한의 범위 때문에, 속눈썹 연장부(502)를 특정 각도로 파지하거나 배치하는 것이 바람직할 수 있기 때문에 유용하다. 이는 직관적으로 명백한데 - 튜브(511)는 그 낮은 질량 때문에 배향이 용이하지만, 모든 가능한 배향에 도달하는 것은 로봇의 모션의 범위에 과도한 부담을 지운다. 또한, 다수의 실시예에서, 컴퓨터 비전 시스템(504)이 또한 사용되고, 엔드 이펙터에 인접하여 컴퓨터 비전 시스템(504)을 장착하는 것이 유리하다. 그러나, 엔드 이펙터(506)와 같은 직선형 엔드 이펙터는 컴퓨터 비전 시스템(504)의 시점으로부터 속눈썹 연장부(502)를 가로막을 수 있다. 이는 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(556)와 같은 다양한 엘보우 엔드 이펙터가 유용한 경우이고, 튜브의 샤프트는 엔드 이펙터의 팁으로부터 오프셋되어, 분명한 뷰를 허용한다.
속눈썹 연장부(502)를 유지하기 위한 다른 변형예가 피시술자(301)의 눈을 향해 지향되는 엔드 이펙터의 단부가 날카로운 팁을 갖지 않는 것을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 하나의 이러한 실시예가 도 13에 도시되어 있고, 여기서 이중 엘보우 엔드 이펙터(744)가 도시되어 있다. 여기서, 튜브(746)는 2회 만곡되고, 스프링(745)이 연결점(748)에서 코드(747)에 연결되어 있다. 이 구성은 부가의 만곡부(749)를 제외하고, 엔드 이펙터(556)와 유사하다. 이중화된 엘보우 엔드 이펙터(744)는 편평형 앤빌 엔드 이펙터(525)에 의해 생성된 것과 유사한 속눈썹 연장부(502)의 파지 배향이 바람직할 때 유용하다. 그러나, 이중화된 엘보우 엔드 이펙터(744)는 이중 만곡부가 총 칼럼 강도를 감소시켜, 튜브(746)를 만곡하는데 필요한 피시술자(301)와의 접촉력을 감소시키는 부가의 이익을 갖는다.
엘보우 엔드 이펙터의 다른 변형예는 도 14에 도시된 직접 스프링 엘보우 엔드 이펙터(720)이다. 여기서, 튜브(722)는 이전의 실시예에서와 같이 압축 스프링인 스프링(723)을 수납하는 스프링 캐비티(724)를 포함한다(통상의 기술자는 인장 스프링을 사용하기 위해 본 실시예를 재구성하는 것이 가능하다는 것을 주목할 수 있을 것임). 스프링(723)은 연결점(727)에서 코드(721)에 결합된 플런저(725)를 압박한다. 그 결과, 코드(721)는 튜브(722)로부터 압출되고 코드(721)가 인장 상태로 유지되지 않으면 - 이전의 실시예와 같이 - 속눈썹 연장부(502)를 해제하도록 편향된다. 내부벽(726)이 제공되어, 코드(721)는 인장 상태에서, 플런저(725)를 속박할 수 있는 플런저(725)의 샤프트에 직교하여 잡아당기는 대신에 일반적으로 플런저(725)의 샤프트를 따라 잡아당기게 된다. 본 실시예는 이전의 실시예에서 만곡부 주위에보다는 선형으로 작용하는 스프링의 약간 더 평활한 모션을 생성할 수 있다.
다른 실시예에서, 도 15는 코드(731) 주위에 튜브(733)로 구성된 직접 엘보우 엔드 이펙터(730)를 도시하고 있다. 스프링(734)은 연결점(736)에서 코드(731), 일반적으로 편향 코드(731)를 압박하여 이전의 실시예와 유사하게 속눈썹 연장부(502)를 해제한다. 직접 엘보우 엔드 이펙터(730)는 이중화된 엘보우 엔드 이펙터(744)와 유사한 전체 기하학 형상을 갖지만, 도 13에서 제2 만곡부(750)에서보다 팁(732)에서 달성된 제2 만곡부를 갖는다는 것을 알 수 있다.
도 16의 다른 다소 간단한 실시예에서, 소직경 엔드 이펙터(742)는 코드(741)의 통과를 허용하기 위해 단지 충분히 큰 매우 작은 내부 통로를 갖는다. 이는 단순히 튜브(740)의 내경을 매우 작게 함으로써 달성되지만, 튜브(740)의 외경을 갖는 것 및 튜브(740)의 내경을 갖는 제2 내부 튜브를 갖는 2개의 포개진 튜브를 사용하여 또한 달성될 수 있는데, 이는 튜브(740)에 비교하여 전체 중량을 감소시킬 것이다. 구성에 무관하게, 본 실시예의 장점은 코드(741)가 이전의 실시예에서보다 작은 내부 통로 내에서 자체로 다시 루프 형성할 가능성이 적다는 것이다. 이는 스프링의 생략을 허용하여, 디자인을 간단화한다. 또한, 이 디자인은 속눈썹 연장부(502)를 해제하도록 요구될 때 속박의 경향이 더 많을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이 속박을 감소시키는 것을 돕기 위해 튜브(740) 내에 윤활이 사용된다.
모든 상기 실시예에서, 장력(및 때때로 압축)이 다양한 코드 내에서 발생된다. 코드 내에 장력(및 약간의 압축)을 생성하는 다수의 방식이 존재한다. 더욱이, 작은 힘이 속눈썹 연장부(502)를 보유하는데 사용되면, 사용된 장력은 작고 수 뉴턴의 정도이다. 이는 상기에 제시된 다양한 스프링 부착 실시예에서 발생된 스프링력을 극복하기에 또한 충분하다는 것이 주목되어야 한다. 도 17에 도시된 다소 간단한 예시적인 실시예에서, 고정자(572), 회전자(571), 및 전기 와이어(573)를 갖는 리니어 모터(570)가 코드(510) 내에 원하는 장력을 생성한다. 고정자(572)는 베이스플레이트(575)로 엔드 이펙터(506)의 기단부에 부착된다. 베이스플레이트(575)는 이어서 로봇(576)의 단부에 연결된다. 물론, 리니어 브러시리스 모터, 보이스 코일 모터, 리니어 브러시 모터, 솔레노이드, 공압 실린더, 및 기타 등등과 같은 선형 모션을 생성하는 다양한 디바이스를 포함하여, 이러한 장력을 생성하기 위한 다수의 방식이 관련 기술분야에 공지되어 있다. 회전 모터 모션을 선형 모션으로 인장 코드(510)에 변환하는 릴, 기구, 또는 레버와 함께, 전기 모터와 같은 회전형 디바이스를 사용하는 것이 또한 가능하다. 물론, 다소 간단한 엔드 이펙터(506)가 여기에 도시되어 있지만, 이러한 모터 구성은 상기에 제시된 다른 실시예에 동등하게 양호하게 적용된다. 코드의 선택적인 장력을 허용하는 부분의 이 집합은 여기서 종종 액추에이터(574)라 칭한다. 루프 형성된 코드 액추에이터의 이 전체 집합의 장점들 중 하나는, 이들이 속눈썹 연장부(502)의 중량에 비해 큰 힘으로 잡아당길 수 있다는 것(수 뉴턴은 속눈썹 연장부(502)의 중량보다 상당히 더 큼)이 주목되어야 한다. 이는 속눈썹 연장부(502)가 공급 플레이트에 접착되게 되고 제거를 위해 상당한 힘을 요구할 수 있기 때문에 유용하다.
몇몇 실시예에서, 부가의 액추에이터가 로봇(576)과 베이스플레이트(575) 사이에 제공된다. 이들 액추에이터는 엔드 이펙터(506)의 배향에 미세 조정을 제공하는데 사용될 수 있다. 통상적으로, 이들 액추에이터는 y-축(577), x-축(578), 및 z-축(579) 중 하나 이상에 대한 각도 배향을 조정하는데 사용될 것이다. 이는 로봇이 엔드 이펙터(506)를 임의적으로 배향하기 위해 충분한 자유도를 갖지 않는 실시예에서 특히 유용하다. 몇몇 실시예에서, 이들 액추에이터는 심지어 x-축(577), y-축(578), 및 z-축(579) 중 하나 이상을 따른 병진을 조정할 수 있다. 이들 액추에이터는 일반적으로 액추에이터(574)와 같이, 엔드 이펙터(506)에 기단측에 있고, 본질적으로 안전한 로봇 시스템을 설계하는 관점으로부터, 이들이 피시술자와 접촉하게 되면 피시술자에 상해를 입힐 수 있기 때문에 로봇의 부분인 것으로 고려되어야 한다.
정전 파지
다른 실시예에서, 엔드 이펙터는 속눈썹을 유지하기 위해 코드를 사용하지 않고, 대신에 정전력을 사용한다. 이 정전력이 헤어를 유지하는 것이 가능하다는 것은 건조 기후에서 긴 헤어를 갖는 누군가에게 자명할 것이고, 인간 헤어는 종종 건조 날씨 중에 정전식으로 대전되는 의복 및 물체에 달라붙는다. 이 특성은 때때로 정전 접착이라 칭한다. 도 18은 비전도성 튜브(611)가 의도적으로 접지(602)에 관하여 정전기 발생기(600A)에 의해 정전식으로 대전되는 정전 접착식 엔드 이펙터(601)의 간단한 실시예를 도시하고 있다. 전기 작동식 스위치(604)를 폐쇄하는 것은 튜브 팁 전극(609)을 정전기 발생기(600A)에 접속한다. 로봇 제어기로부터 전기 작동식 스위치(604)를 구동함으로써, 로봇은 속눈썹 연장부(502)를 비전도성 튜브(611)에 선택적으로 끌어당길 수 있다. 비전도성 튜브(611)는 비전도성이어서 팁 전극(609)에 의해 퇴적된 정전하가 로봇(607)을 통해 급속하게 다시 방산되지 않게 된다. 더욱이, 전기 작동식 바이패스 스위치(605)가 튜브 팁 전극(609)을 접지하고 따라서 속눈썹 연장부(502)를 해제하도록 제공된다. 몇몇 실시예에서, 전기 작동식 역전 스위치(606)가 튜브 팁 전극(609)을 역 극성 정전기 발생기(600B)에 접속하여 속눈썹 연장부(502)를 능동적으로 밀어내어, 그 해제를 보조하도록 제공된다. 물론, 단지 하나의 스위치가 언제라도 폐쇄되어 정전기 발생기가 단락되지 않게 되어야 한다는 것이 이해되어야 한다.
몇몇 실시예에서, 속눈썹 연장부의 공급부는, 대전된 연장부 베이스(608) 및 역 극성 정전기 발생기(600b)로 구성된 대전된 연장부 공급부(603)에서와 같이 대전될 수 있다. 연장부를 미리 대전하는 것은 픽업시에 속눈썹 연장부(502)와 비전도성 튜브(611) 사이의 인력을 증가시킬 수 있다. 물론, 대전된 속눈썹 연장부 공급부(603) 내의 속눈썹 연장부가 한번에 단지 단일의 속눈썹 연장부의 끌어당김을 허용하기 위해 충분히 이격되어 있도록 주의가 기울어져야 한다. 몇몇 실시예에서, 대전된 연장부 공급부(603)는 개별 트레이스를 포함하여 각각의 속눈썹 연장부의 전하가 독립적으로 제어될 수 있게 되고, 따라서 한번에 단지 하나의 속눈썹만이 튜브(611)에 끌어당겨진다.
실제로, 이러한 정전식 파지기는 마찬가지로 피시술자(301)의 상대 전하를 제어함으로써 신장될 수 있다. 즉, 비전도성 튜브(611)가 접근함에 따라 속눈썹 연장부(502)가 방해되지 않도록 속눈썹 연장부(502)의 것에 대략 동일한 전위의 전하를 인간 속눈썹 위에 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 다음에, 인간 속눈썹 위의 전하는 원활한 전달에 영향을 미치기 위해 비전도성 튜브(611) 상의 전하와 동기하여 역전될 수 있다. 유사한 기술이 속눈썹 연장부 상에 접착제를 전달하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 이 접근법의 장점은 속눈썹을 파지하기 위해 가동 부분들이 요구되지 않아, 기계 복잡성을 감소시킨다는 것이다. 주요 결점은, 파지력이 이전에 제시된 루프 형성된 코드 실시예에 비교하여 매우 작고 환경 습도에 의해 영향을 받을 수 있다는 것이다. 마지막으로, 실용적인 용례에서, 전하(더 중요하게는, 전류)는 안전한 인간 공차 내에 양호하게 있도록 제어되어야 한다. 그러나, 물론, 통상의 경험은 정전기 대전 및 방전이 불편할 수도 있고 일반적으로 위험하다고 교시한다.
속눈썹 연장부 외의 용례
몇몇 실시예에서, 다른 장치가 로봇과 함께 사용된다. 이들 엔드 이펙터는 튜브 장착부(532)에서 로봇(530)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 도 19a에서, 브러시 엔드 이펙터(580)가 도시되어 있다. 바람직한 실시예에서, 브러시 엔드 이펙터(580)는 인간 피시술자의 네일을 페인팅하는데 사용된 네일 브러시이지만, 예를 들어 또한 마스카라 브러시일 수 있다. 상기와 같이, 이는 피시술자(301)의 신체에 충돌시에 좌굴할 것인 경량의 가요성 튜브를 갖고 제조되어야 한다. 도 19b에서, 공기 압축기(583)가 공기를 탱크(584) 내로 압축하고, 이어서 공기 호스(586)를 통해 분배된다. 간단한 튜브(581)는 로봇(530)에 의해 유지된 튜브일 뿐이고 공기를 분배하는데 사용된다. 이는 미용 절차 중에 적셔지는 헤어 또는 피부와 같은 피시술자(301)의 신체 상의 젖은 표면을 건조하는데 있어서 바람직할 수 있다. 에어브러시(591)가 또한 압축기(583)에 연결되고, 통상의 상업용 에어브러시와 유사하다. 에어브러시(591)의 팁에서 질량을 최소화하기 위해, 페인트 저장조(590)가 에어브러시(591)의 기단부 상에, 로봇(530)으로의 연결점에 또는 그 후방에 제공된다. 에어브러시 노즐(592)은 단지 상당한 말단 질량체이고 페인트 스프레이(594)를 생성한다. 압축기(583)에 연결된 양 실시예에서, 밸브(593)가 제공된다. 밸브(593)는 페인트 또는 공기의 분배가 로봇의 모션과 함께 발생하도록 로봇(530)에 의해 제어되도록 의도된다. 몇몇 실시예에서, 에어브러시(591)는 페인트 대신에 물을 스프레이하여, 인간 신체의 부분의 선택적 적심을 허용한다. 몇몇 실시예에서, 이 물 스프레이는 속눈썹 연장의 프로세스 중에 시아노아크릴레이트 접착제의 경화를 가속화하는데 사용된다. 몇몇 실시예에서, 페인트는 스프레이 태닝 용액(tanning solution)을 포함하고 스프레이 탠(tan)을 도포하는데 사용될 수 있다.
도 19c의 마지막 실시예에서, 프로브(595)가 도시되어 있다. 프로브(595)는 간단히 다듬질된 단부를 갖는 튜브를 포함하고, 속눈썹의 분리를 보조하는데 사용될 수 있다. 이는 날카로운 단부를 가질 수도 있지만, 프로브(595)가 피시술자(301)를 향해 적절하게 배향되어 사용될 때 유리한 매우 낮은 좌굴 강도를 갖는다.
이제 도 19b에 도시된 실시예의 변형예를 도시하고 있는 도 20을 고려한다. 여기서, 에어브러시(705)는, 상기와 같이, 밸브(593)가 단지 부분적으로만 도시되어 있는 로봇(709)에 의해 제어되는 점을 제외하고는, 통상의 에어브러시를 표현하고 있다. 여기서, 통상의 에어브러시(705)는 소정 거리에서 도포될 수 있는 응집성 스트림(703)을 생성한다. 어느 정도로, 다음에, 응집성 스트림(703)은, 이전의 실시예에서, 엔드 이펙터가 튜브로 주로 구성되는 것과 동일한 방식으로, 엔드 이펙터 자체이다. 이는 로봇(709)이 피시술자(650)에 근접하게 되지 않게 하여, 이에 의해 피시술자(650)가 로봇(709)의 공간 내에 도달하지 않는 한 안전을 보존한다. 이는 피시술자(650)가 라이트 커튼(701)을 차단하면 로봇(709)을 디스에이블링할(disable) 것인 라이트 커튼(701)을 제공함으로써 보장될 수 있다. 이것이 실용적이게 하기 위해, 응집성 스트림(703)의 밀도는 라이트 커튼(701)을 가로막을 것인 임계치 미만으로 유지되어야 한다. 몇몇 실시예에서, 스트림(703)의 응집성은 페인트를 정전식으로 대전하고 피시술자(650)를 접지함으로써 유지될 수 있어 페인트가 정전하에 의해 피시술자(650)에 능동적으로 부착되게 된다. 본 실시예에서, 페인트가 페인트보다는 인간 피부에 고착하는 분말 - 다수의 종류의 화장품의 경우에서와 같이 - 인 것이 바람직할 수 있다. 통상의 기술자는, 로봇(709)의 속도 및 그 비상 정지 회로의 속도에 의존하여, 도 4 또는 도 21에서와 같이 "사공간" 또는 "안전 구역"에 의해 분리된 2개의 배리어가 충분한 안전을 제공하는데 사용될 수 있다는 것을 주목할 수 있을 것이다.
도 21에 도시된 실시예에서, 로봇(530)은 피시술자(650)에 네일 폴리시를 도포하기 위해, 브러시 엔드 이펙터(580)와 유사한 네일 폴리시 도포기(660)를 사용하도록 구성된다. 재차, 네일 폴리시 도포기(660)는 매우 약하게 제조되기 때문에, 이는 피시술자(650)에 상해를 유발하지 않고 피시술자(650)와 접촉하게 되면 만곡할 것이다. 본 실시예에서, 2개의 라이트 커튼이 안전을 보장하는데 사용되는데, 이들 모두는 안전 배리어의 유형이다. 로봇 라이트 커튼(691)은 로봇(530)이 동시에 2개 이상의 광 경로를 파괴하면 로봇(530)을 디스에이블링한다. 유사하게, 피시술자 라이트 커튼(696)은 피시술자(650)(또는 임의의 다른 물체)가 동시에 2개 이상의 광 경로를 파괴하면 로봇(530)을 디스에이블링한다. 몇몇 실시예에서, 단지 하나의 라이트 커튼을 사용하고 피시술자 라이트 커튼(696)을 제거하면 충분하다. 그러나, 일반적으로, 로봇(530)이 피시술자(650)에 터치하기 전에 감속할 수 있고 로봇(530) 및 피시술자(650)가 로봇 라이트 커튼(691)에 접촉할 수 없도록 피시술자 손(650)과 로봇(530) 사이에 "사공간" 또는 "안전 구역"을 제공하기 때문에, 2개의 라이트 커튼이 바람직하다. 몇몇 실시예에서, 로봇 라이트 커튼(691)의 사용은 도 4에 도시된 물리적 배리어(515)와 상호 교환 가능하다는 것이 또한 주목되어야 한다.
몇몇 실시예에서, 안전을 제공하기 위해 로봇의 모션 제한의 범위를 사용하는 것이 가능하다. 즉, 본질적으로, 피시술자가 로봇에 의해 도달될 수 없는 영역에 제한되어 있지만 로봇에 연결된 본질적으로 안전한 엔드 이펙터에 의해 도달될 수 있으면, 결과적인 시스템은 본질적으로 안전하게 된다. 지금까지 나타낸 6축 로봇과 같은 몇몇 로봇에서, 로봇의 다수의 관절이 로봇의 기술 분야에서 문제가 되는 것으로 알려져 있는 특이점에 접근할 것이기 때문에, 그 모션의 범위의 한계 부근에서 동작하기가 어렵다. 그러나, 직교 좌표 및 스카라형 로봇과 같은 몇몇 로봇 시스템은 수직(통상적으로 "z"라 칭함)축을 제어하는 단일의 액추에이터를 갖는다. 이는 수직 공간에서 로봇의 모션의 범위를 설정하고 이를 수직 공간에서 그 이동의 단부에 근접하여 동작하는 것을 매우 쉽게 한다. 따라서, 로봇의 본체가 진입할 수 없는 수직 공간에 사람을 제한하는 것이 간단하다.
이러한 실시예는 도 22에 도시되어 있다. 초기에, 스카라 로봇(652)을 주목한다. 스카라 로봇에서 전형적인 바와 같이, 스카라 로봇(652)은 수평 평면에 배열된 3개의 작동식 회전 자유도로 구성되고, 제4 수직("z")축이 최종 회전 자유도와 동축으로 배열된다. 따라서, 스카라 출력 링크(654)에 결합된 임의의 엔드 이펙터의 수직 변위가 제4 수직축에 의해서만 제어된 그 수직 모션을 가질 것이라는 것을 쉽게 알 수 있다. 하드 스톱(hard stop)(655)이 화살표(657)의 방향을 따라 출력 링크(654)의 최대 변위를 설정하기 때문에, 스카라 출력 링크(654)도 또한 컴퓨터 비전 시스템(504)도 점선(653) 아래로 변위될 수 없다는 것을 쉽게 알 수 있다. 따라서, 피시술자(650)의 안전은 단지 피시술자 라이트 커튼(696)을 제공함으로써 보장될 수 있어, 피시술자(650)가 스카라 로봇(652)의 동작의 영역 내에 도달할 수 없게 된다. 물론, 브러시 엔드 이펙터(580)는 또한 피시술자(650)에 접촉하면 쉽게 만곡할 것이라는 점에서, 본질적으로 안전해야 한다. 피시술자(650)가 몇몇 로봇 액세스의 영역에 진입하는 것을 차단하기 위한 물리적 배리어(665)를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 여기서 라이트 커튼을 사용하기보다는 브러시 엔드 이펙터(580)가 도달할 필요가 없는 영역에 물리적 배리어를 제공하는 것이 더 저렴할 수 있기 때문이다. 이러한 영역으로의 액세스의 제한은 또한 네일 페인트 공급부(663)와 같은 공급부의 배치를 허용할 수 있다.
본 실시예의 다른 변형예는 로봇 기구(도시 생략)를 에워싸는 인클로저(201)의 좌측을 도시하고 있는 도 23에 도시되어 있다. 여기서, 본 실시예에서 도어를 필요로 하지 않는 액세스 윈도우(249)가 존재한다는 것을 알 수 있다. 액세스 윈도우(249)는 피시술자의 손이 그 또는 그녀의 네일이 페인팅되게 하도록 제시될 수 있는 윈도우이다. 액세스 윈도우(249)는 인클로저 플로어(207)로부터 돌출하여 도시되어 있는 서브 인클로저(250)로의 액세스를 제공한다. 서브 인클로저(250)는 그 자신의 플로어(251)를 갖는다. 서브 인클로저(250)는 로봇 기구의 작동 영역(도 23의 뷰에서 가시화되어 있지 않지만 인클로저(201) 내에 있음) 아래에 있어, 로봇이 족집게(254) 내에 네일 폴리시 도포기와 같은 도구를 유지하고 있으면, 네일 폴리시 도포기는 플로어(251) 상에 놓인 피시술자의 손을 터치할 수 있지만, 족집게(254)는 손을 터치할 수 없게 된다. 이는 사람이 가요성 네일 폴리시 도포기에 의해 타격됨으로써 상해를 입을 수 있는 가능성이 거의 없기 때문에, 로봇 기구의 고장의 경우에 피시술자의 안전을 보장한다. 시스템은, 라이트 커튼 디바이스(252)가 서브 인클로저(250)와 메인 인클로저(201) 사이의 개구(253)에 장착된 상태로 피시술자가 로봇 기구의 작동 영역 내로 그 또는 그녀의 손을 이동시키지 않는 것을 확인한다. 라이트 커튼(252)은 개구(253)의 전체 길이로 연장하지 않아, 족집게(254)에 의해 유지된 네일 폴리시 도포기가 라이트 커튼(252)을 파괴하여 디바이스를 정지시키지 않고 피시술자의 손톱에 액세스할 수 있게 된다. 그러나, 라이트 커튼(252)을 파괴하지 않고 디바이스를 정지시키지 않고 피시술자가 그 또는 그녀의 손으로 메인 인클로저(201)로의 액세스를 얻는 것은 극히 어려울 것이라는 것을 알 수 있다. 실제로, 사용자는 도포기 캡이 느슨해져서 이들이 족집게(254)에 의해 파지될 수 있는 상태로(족집게(254)는 이를 더 쉽게 하기 위해 특수 특징부를 갖고 제조될 수 있음) 표준 도포기형 덮개를 갖는 표준 보틀 내에 네일 폴리시를 배치할 수 있다. 사용자는 이어서 그 또는 그녀의 네일이 로봇 기구를 위한 액세스 가능 구역에 있는 상태로 서브 인클로저(250)의 플로어(251) 상에 그 또는 그녀의 손을 놓도록 피시술자에게 지시할 수 있다. 다음에, 로봇은 네일 폴리시 보틀로부터 도포기를 수축하고, 인간이 그럴 것과 같이 네일 폴리시 보틀의 개구의 에지 위로 이를 연장함으로써 도포기 상의 액체의 양을 조정하고, 개구(253)로 진행하고, 피시술자의 손톱에 폴리시를 도포하도록 진행할 수 있다. 통상의 기술자는, 로봇이 네일 폴리시 위에 네일 폴리시 탑코트(top coat)를 도포하고 네일 폴리시 제거기를 도포할(네일에 터치하도록) 수 있다는 것을 주목할 수 있을 것이다. 네일 위에 전체에 네일 폴리시 제거기를 도포한 후에 네일 폴리시를 제거할 수 있도록 직물 패드가 로봇 기구에 제공될 수 있는 것이 심지어 가능하다. 그러나, 네일 폴리시를 제거하는 것은 이를 도포하는 것보다 인간에게 훨씬 더 쉽고, 따라서 로봇이 이 작업을 수행하게 하는 것은 합당하지 않을 수도 있다.
도 24에 도시된 또 다른 실시예에서, 레이저 유닛(670)이 커플러(672)를 통해 로봇(530)에 결합된다. 레이저 유닛(670)은 헤어 제거, 피부 재생, 문신 제거, 또는 다른 미용 또는 의료 피부 치료를 위해 의도된 레이저를 포함할 수 있다. 이들 목적으로 사용된 다양한 유형의 레이저가 존재하지만, 이들 레이저 중 임의의 것이 로봇(530)과 함께 사용을 위해 구성될 수 있기 때문에, 사용된 레이저의 정확한 유형은 본 실시예에서 중요하지 않다. 여기서, 레이저 유닛(670)은 다소 무디기 때문에 단지 로봇 라이트 커튼(691)만이 제공되고, 레이저 유닛(670)과의 우발적인 접촉에 의해 피시술자(650)에 부여된 위험이 다소 작다(로봇 라이트 커튼(691)을 파괴하는 것이 로봇(530)을 디스에이블링할 것이기 때문에 이는 단지 순간적일 수 있음). 본 실시예에서, 레이저 광(673)이 로봇 라이트 커튼(691)의 임의의 빔을 파괴하지 않을 것이기 때문에, 상기에 허용된 단일 빔과는 달리, 로봇 라이트 커튼(691)의 어떠한 개별 빔도 파괴되지 않게 하는 것이 가능하다는 것이 또한 주목할만한 가치가 있다. 레이저 광(673)은 피시술자(650)로부터 현명하지 못한 문신(674)을 제거하는 것을 돕기 위해 레이저 유닛(670)(및 따라서 로봇(530))의 배향에 의해 지향된다는 것을 알 수 있다. 어느 정도로, 본 실시예는 레이저 광(673)이 엔드 이펙터로서 작용하고 사람을 기계적으로 상해를 입히지 않을 수 있기 때문에 효과적이다. 본 실시예의 한계를 주목하는 것이 또한 중요하다. 첫째로, 피시술자(650) 및 근처의 임의의 다른 사람의 눈은 레이저 광(673)이 이들에 도달할 수 있도록 배향되어서는 안된다. 이는 어두운 유리 또는 슈라우드(shroud)에 의해 달성될 수 있다. 둘째로, 더 중요하게, 레이저 선량을 모니터링하는 감시 시스템이 제공되어야 한다. 이는 로봇(530)이 비안전 시간 동안 단일의 위치에 체류하지 않는 것을 보장하는데 필요한 극단적인 안전 등급을 갖고 구성되지 않기 때문이다. 이러한 감시 시스템은 특정 피부 표면에 전달된 레이저 방사선의 선량을 모니터링하고 선량이 지정된 양을 초과하면 레이저 유닛(670)을 셧오프해야 한다.
몇몇 실시예에서, 레이저 유닛(670)은 도 25에 도시된 바와 같이, 피부 치료를 위해 사용되는 LED 모듈(666)로 대체될 수 있다. LED 피부 치료는 더 인기 있어지고, 광의 특정 파장이 박테리아를 사멸하는데 사용되고(예를 들어, 여드름의 치료) 다른 파장이 피부의 치유 및 타이트닝을 가속화하는 것으로 여겨진다. 현재 LED 피부 치료 모듈은 다소 넓은 커버리지를 제공하거나 광범위한 수동 용례를 필요로 한다. 그러나, 본 발명은 더 타겟화된 치료를 허용할 수 있다. 컴퓨터 비전 시스템(504)은 타겟 영역을 자동으로 식별하는데 사용될 수 있고, 로봇(530)은 로봇 어댑터(667)를 통한 LED 모듈(666)의 배향을 지향한다. LED 라이트(668)는 이어서 피시술자(301)의 특정 영역에 인가된다. 여기서, 로봇 라이트 커튼(669)은 LED 라이트(668)의 특정 스탠드오프 요구에 맞춤화되지만 일반적으로 유사한 안전 배리어를 포함한다. LED 모듈(666)은 유사하거나 상업용 LED 피부 치료 시스템과 동일할 수 있지만, 또한 LED 라이트(668)가 더 양호하게 지향될 수 있도록 더 포커싱되도록 수정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이전의 레이저 실시예에서와 같이, 감시 시스템이 제공되지만, 이는 LED 라이트(668)가 오조준되더라도 피시술자(301)를 상해를 입히지 않는 충분히 낮은 강도이면 요구되지 않을 수도 있다.
도 26에 도시되어 있는 다른 실시예에서, 문신 기계(680)가 빔(684)(상기 다양한 튜브와 같이, 지주의 유형임)을 통해 로봇(689)에 연결된다. 문신 기계(680)는 속눈썹 연장부 또는 네일 폴리시보다 훨씬 더 무겁기 때문에(문신 기계는 종종 100 그램 정도의 중량임), 이전에 사용된 매우 약한 튜브는 문신 기계(680)를 유지할 수 없다. 그러나, 문신 기계는 일반적으로 눈 부근에서 작동하지 않고, 빔(684)은 낮은 가속도에서 동작할 때 문신 기계(680)를 정확하게 위치설정할 것이지만 로봇(689)이 문신 기계(680)를 피시술자(650) 내로 구동하려고 시도하면 안전한 부하량 하에서 만곡할 것이도록 설계될 수 있다. 대안적으로, 빔(684)은 강성이지만 취성이 되도록 설계될 수 있어, 로봇(689)이 문신 기계(680)를 피시술자(650) 내로 구동하려고 시도하는 경우에 빔(684)이 파괴될 것이다. 도 26에 도시된 바와 같이, 빔(684)은 만곡되고(빔(684)이 과도하게 강성이 아니도록), 스프링 플런저(692)에 의해 제 위치에 가압되는 볼 디텐트(693)에 의해 로봇 단부 링크(695) 내에 제 위치에 유지된다(로봇 단부 링크(595)의 전방면은 이들 상세를 나타내기 위해 생략되어 있음). 빔(684)을 따른 과도한 부하의 경우에, 볼 디텐트(693)는 스프링 플런저(692)를 압하하여, 빔(684)이 화살표(697)의 방향을 따라 이동하게 하여, 이에 의해 부하를 감소시킨다(즉, 이 기구는 파괴 연결을 제공함). 몇몇 실시예에서, 스위치(694)가 또한 제공된다. 스위치(694)는 빔(684)이 스위치(694)를 지나 변위하는 경우에 토글되고, 이는 로봇(689)을 디스에이블링하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 스위치(694)는 기계적 스위치, 포토다이오드 및 라이트, 또는 홀 효과 스위치 또는 관련 기술분야에 공지된 임의의 다른 유사한 스위치일 수 있다.
이전과 같이, 라이트 커튼(688)은 로봇(689) 또는 컴퓨터 비전 시스템(504)의 구성요소가 피시술자(650)에 터치하는 것을 방지한다. 문신 기계 자체는 특히 문신 기계(680)로부터 돌출하는 문신 바늘(686)의 고려시에, 다소 위협적일 수 있다. 제1 수정예에서, 이 문제는 바늘 정지부(681)를 문신 기계(680)에 부착함으로써 부분적으로 완화될 수 있다. 예시의 명료화를 위해, 문신 기계(680) 및 바늘 정지부(681)의 모두는 격리시에 재현된다. 바늘 정지부(681)는 날카로운 팁(683)이 피시술자(650)의 피부를 관통하는 것을 사실상 방지하는데 - 무언가가 수동 사용시에 문신 전문가의 스킬에 의해 달성된다. 몇몇 실시예에서, 바늘 정지부(681)는 문신 기계(680) 내로 합체될 수 있다. 바늘 정지부(681)의 주요 실용성은 로봇(689)의 런어웨이 조건이 가능하게는 피시술자(650)가 문신 바늘(686)로 찔리게 할 수 있는 가능성을 방지하는 것이다. 물론, 이러한 조건에서, 날카로운 팁(683)이 피시술자(650)를 여전히 관통할 수 있지만, 이는 문신 프로세스의 의도된 결과이기 때문에, 날카로운 팁(683)은 미리 살균되고, 상처는 무시할만할 것이다. 통상의 동작은 이어서 문신 기계가 로봇(689)에 제공된 명령에 따라 원하는 문신(687)을 적용하는 것을 포함한다. 로봇(689)은 또한 컴퓨터 비전 시스템(504)을 통해 경과를 모니터링할 수 있다.
그럼에도 불구하고, 간단히 문신 바늘(686)을 감싸는 것은 원하는 안전의 정도를 제공하기에 불충분하다. 문신 기계(680)는 상당한 질량을 가질 수 있기 때문에, 그리고 빔(684)은 다소 강성이기 때문에, 런어웨이 조건이 인간 신체의 특정 부분(예를 들어, 눈과 같은)에 상해를 야기할 수 있다. 그러나, 팔 및 다리와 같은 신체의 다른 부분은 상해로부터 안전할 것이다. 로봇의 적용의 영역을 신체의 이러한 영역으로 적절하게 제한하는 것은(배리어 또는 제한된 로봇 모션 범위를 통해) 본질적인 안전을 제공할 수 있다.
상기 설명은 중요한 점을 야기하는데 - 본질적으로 안전한 것의 문제가 설명 하에서 인간 신체의 섹션에 의존한다는 것이다. 이는 직관적으로 명백한데 - 눈은 손상을 발생하지 않고 앞팔보다 훨씬 적은 힘(또는 힘이 영역에 의해 정규화되면, 압력)을 지속할 수 있다. 적절하게, 이 개념은 여기에 설명된 것들과 같은 코-로보틱 시스템의 디자인에 광범위하게 포함되어 있다. 예를 들어, Institute for Occupational Safety and Health of the German Social Accident Insurance(2009 ed., revised 2011)에 의해 출판된 기계류 디렉티브에 따른 BG/BGIA 위험 평가 추천으로부터 재현된 이하의 표 1을 고려한다.
표 1: 신체 모델의 신체 영역에 따른 힘, 압력 및 신체 변형 상수에 대한 한계값
Figure 112019059280389-pct00001
표 1 하에서의 최저 허용 가능한 압력은 목의 전방부에 있고, 10 N/cm2이고, 허벅지/무릎 및 엉덩이 상의 허용 가능한 압력의 단지 1/8이다. 이 표는 눈 표면 상에 허용 가능한 압력을 지시하고 있지 않지만, 이들은 매우 낮은 것으로 가정될 수도 있다. 그러나, 부가의 보호를 제공하기 위해 눈꺼풀 위에 두꺼운 고무층을 사용하는 내부 테스트는 1 내지 2 mm 두께의 고무층이 허용 가능한 레벨로 표면 압력을 감소시키기 위해 힘의 충분한 분배를 제공할 수 있다는 것을 지시한다. 결과적인 표면 압력은 2 N/cm2 내지 10 N/cm2인 것으로 추정되었다. 하한을 취하는 것은 2 내지 80 N/cm2의 인간 신체에 걸쳐 허용 가능한 압력의 범위를 제안한다(얇은 보호층이 눈 위에 제공되는 것으로 가정함).
따라서, 최고 가속도가 사용 중에 제한되면 도 26에 도시된 바와 같이 문신의 적용을 위해 본질적으로 안전한 로봇 시스템을 설계하는 것이 가능하고, 빔(684)은 적당한 부하 하에서 파괴되거나 다른 방식으로 붕괴될 것이고, 라이트 커튼(688)은 로봇을 피시술자로부터 이격하여 유지하고, 로봇은 더 높은 압력 공차를 갖는 인간 신체의 영역으로의 적용이 제한된다. 예를 들어, 도 27은 신체 전방부(710) 및 신체 후부(711) 상의 음영된 영역(즉, 최대 보고된 공차의 50 내지 100% 이내에 있는 영역)으로서 40 N/cm2 초과의 공차를 갖는 신체의 영역을 개략적으로 도시하고 있다. 신체의 대부분, 및 특히 일반적으로 문신된 신체의 대부분은 이들 음영된 영역 내에 있다는 것이 명백하다(이들 데이터는 아마도 무릎 또는 생식기의 후부와 같은 장소를 포함하지 않고 이러한 영역은 적당히 배제되어야 한다는 것이 주목되어야 함). 따라서, 도 26의 디바이스가 안전한 것을 결정하는 프로세스는 최악의 가능한 충돌이 40 N/cm2의 표면 압력을 생성하는 것을 단지 보장한다.
부가적으로, 허용 가능한 눈 표면 압력에 대한 내부에서 수집된 데이터에 기초하여, 유사한 전략이 전술된 속눈썹 연장 기구의 안전을 보장하는데 사용될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 가장 광범위한 실시예에서, 피시술자의 눈꺼풀을 커버하고 눈의 국부적으로 허용 가능한 표면 압력을 증가시키는 마스크가 제공될 수 있다.
마지막 예시적인 실시예
본 발명의 실시예의 마지막 예에서, 전술된 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(556)의 사용을 통해 본질적으로 안전한 속눈썹 연장 로봇의 정면도 및 측면도를 도시하고 있는 도 28의 (a) 및 도 28의 (b)를 고려한다. 로봇(617)은 도면의 상부에 부분적으로 가시화되어 있고, 말단에 장착된 요소의 조작을 제공하기 위해 충분한 자유도를 갖는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 6축 아암 또는 스카라형 로봇이 충분하다. 로봇(617)의 말단측에는 로봇(617)에 단단히 장착되고 임의의 배향으로 물리적 배리어(610) 내의 간극을 통해 끼워질 수 없는 큰 특징부(618)가 있다. 물리적 배리어(515)와 같은 물리적 배리어(610)가 안전 배리어의 다른 예이다. 컴퓨터 비전 시스템(612) 및 액추에이터 클러스터(623)가 큰 특징부(618)에 말단에 장착된다(또는 대안적으로 몇몇 실시예에서 로봇(617)에 직접 장착됨). 컴퓨터 비전 시스템(612)은 일반적으로 인간 속눈썹 영역(616)을 촬영할 수 있도록 배향되고, 점선(614)은 이 시야의 중심을 개략적으로 지시한다. 물론, 로봇(617)은 큰 특징부(618)에도 불구하고, 이 시야를 적절하게 정렬하기 위해 컴퓨터 비전 시스템(612)의 배향을 변경할 수 있다. 액추에이터 클러스터(623)는 프로브(595)와 유사하지만, 더 복잡한 형상을 갖는 한 쌍의 속눈썹 격리 프로브(625)에 연결된다. 형상은 2개의 주요 곡선, 측면도에서 가시화되는 팁 곡선(613) 및 정면도에서 가시화되는 본체 곡선(626)을 갖는다. 팁 곡선(613)이 제공되어, 속눈썹 격리 프로브(625)의 본체가 터치하기 전에 속눈썹 격리 프로브(625)의 날카로운 팁이 피시술자(301)를 터치할 수 없게 된다. 이는 이들이 부주의하게 피시술자(301)에 접촉하더라도, 얇은 튜브 또는 비교적 유연한 재료로 제조되는 속눈썹 격리 프로브(625)가 피시술자(301)에 상해를 유발하기 전에 만곡되게 할 것이다. 또한, 속눈썹 격리 프로브(301)는 인간 속눈썹을 압박하는데 거의 힘을 소요하지 않기 때문에, 피시술자(301)의 속눈썹을 분리하는 이들의 목적을 수행할 수 있다. 본체 곡선(626)이 제공되어, 컴퓨터 비전 시스템(612)이 프로세스 중에 속눈썹 연장부(502) 및 인간 속눈썹을 볼 수 있게 된다 - 그렇지 않으면 뷰는 폐색될 것임.
스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(556)는 또한 액추에이터 클러스터(623)에 연결된다. 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(556)는 그 팁 부근에 엘보우를 갖기 때문에, 스프링 엘보우 엔드 이펙터(556)는, 속눈썹 격리 프로브(625)와 같이, 예를 들어, 엔드 이펙터(506)가 대신에 사용되는 경우에 해당할 것과 같이, 속눈썹 연장부(502)를 관찰할 때 비전 시스템(612)의 뷰를 폐색하지 않을 것이다. 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(556)는 또한 그 팁이 피시술자의 눈을 향해 지향되지 않도록 설계된다. 이는 도 28의 (b)의 정면도의 조사로부터 명백하다. 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(556)는 얇은 튜브로 제조되기 때문에, 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(556)는 피시술자(301)의 얼굴 또는 눈에 부주의하게 접촉하더라도 피시술자(301)를 다치게 하지 않고 만곡할 것이다. 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(556) 및 속눈썹 격리 프로브(625)의 모두는, 로봇(617)이 개략의 위치 및 가능하게는 배향을 제공한 후에 요구되는 임의의 미세 조정을 제공하기 위해, 추가적으로 액추에이터 클러스터(623)에 의해 병진되고 그리고/또는 배향될 수 있다. 그러나, 이러한 미세 조정은 액추에이터 클러스터(623)의 형상 및 배향을 실질적으로 변경하지 않는다. 즉, 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(556) 및 속눈썹 격리 프로브(625)를 제외하고, 액추에이터 클러스터(623)의 본체는 인간 피시술자(301)로부터 그 간격을 실질적으로 감소시키기 위해 충분히 이동하지 않는다. 이는 액추에이터 클러스터(623)가 물리적 배리어(610) 외부에 끼워질 수 있기 때문에 중요하다.
도 28의 (a) 및 도 28의 (b)에는 인간 제한기: 피시술자(301)의 머리 위에 제공된 인간 제한기(621A), 및 피시술자(301)의 약간 전방에 제공된 인간 제한기(621B, 621C)가 또한 제공되어 있다. 인간 제한기(621A 내지 621C)는 액추에이터 클러스터(623) 및 컴퓨터 비전 시스템(612)의 본체가 물리적 배리어(610)를 지나 돌출하는 영역에 인간 피시술자(301)가 진입하는 것을 방지한다. 이 방식으로, 피시술자(301)는 로봇(617)이 물리적 배리어(610) 내에서 후퇴될 때 물리적 배리어(610) 내의 간극에 바로 인접하여 그 또는 그녀의 머리를 이동할 수 없고 이어서 로봇(617)이 액추에이터 클러스터(623) 및/또는 컴퓨터 비전 시스템(612)의 본체를 피시술자(301)의 머리 내로 압박하게 하는 것이 보장된다. 점선(624)은 일반적으로 액추에이터 클러스터(623) 및 컴퓨터 비전 시스템(612)의 이동의 한계를 표현하고, 따라서 이 위의 영역은 인간 제한기(621A 내지 621C)에 의해 시행되는 피시술자(301)에 대한 대략적인 접근 금지 구역이다. 몇몇 실시예에서, 인간 제한기(621A 내지 621C)는 더 완전한 얼굴 보호 차폐부를 포함할 수 있고, 몇몇 실시예에서 피시술자(301)가 그 또는 그녀의 손을 로봇(617) 내에 닿게할 수 없도록 피시술자(301)의 눈 주위를 제외하고 피시술자(301)와 로봇(617) 사이에 거의 완전한 인클로저를 포함할 수 있다. 이는 스프링 부착 엘보우 엔드 이펙터(556) 및 속눈썹 격리 프로브(625)가 인간 상호 작용을 위해 안전하더라도, 로봇(617)이 인간 상호 작용을 위해 완전히 안전한 것으로 보장될 수 없기 때문에 바람직하다는 것이 강조되어야 한다. 이전에 제시된 실시예에서와 같이, 이는 본질적으로 안전하게 되고 미용 용례를 위해 안전하게 사용되도록 사람 주위에 사용을 위해 등급화되지 않은 로봇을 개장하는 것이 어떻게 가능한지를 설명하고 있다.
몇몇 실시예에서, 눈썹은 속눈썹과 다소 유사한 특성을 갖기 때문에, 상기에 제시된 동일한 디바이스가 속눈썹보다는 눈썹을 연장하기 위해 사용될 수도 있다.
상기에 기초하여, 본 발명은 그 수행 시간 및 비용의 모두를 감소시키는, 속눈썹 연장부를 설치하는 것과 같은, 미용 절차를 더 효과적으로 수행하기 위한 방식을 제공한다는 것이 즉시 명백해질 것이다. 본 발명의 시스템 및 방법은 피시술자가 절차를 확신할 수 있도록 명백하게 안전하다. 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 다양한 변경 또는 수정이 그 사상으로부터 벗어나지 않고 본 발명에 이루어질 수 있다는 것이 즉시 이해되어야 한다. 일반적으로, 본 발명은 단지 이하의 청구범위의 범주에 의해서만 한정되도록 의도된다.

Claims (32)

  1. 인간 피시술자 상에 작업을 수행하도록 구성된 본질적으로 안전한 로봇 시스템이며,
    로봇;
    인간 피시술자와 상기 로봇 사이의 안전 배리어로서, 상기 안전 배리어는 인간 피시술자와 상기 로봇 사이의 상호 작용을 금지하여, 이에 의해 상기 로봇이 인간 피시술자를 상해를 입히는 것을 방지하도록 구성되는, 안전 배리어;
    상기 로봇에 부착된 적어도 하나의 엔드 이펙터로서, 상기 엔드 이펙터는 상기 안전 배리어를 통해 신장하고 인간 피시술자에 접촉시에 즉시 변형하여, 이에 의해 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터가 인간 피시술자를 상해를 입히는 것을 방지하도록 구성되는, 적어도 하나의 엔드 이펙터
    를 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터는 레이저로부터의 광을 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터는 가요성 지주 또는 튜브를 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터는 네일 폴리시 브러시를 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터는 가요성 지주 상에 장착된 문신 디바이스를 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 안전 배리어는 적어도 하나의 라이트 커튼을 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터는 스프레이 디바이스로부터 스프레이의 스트림을 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 스프레이의 스트림은 스프레이 태닝 용액으로 구성되는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 스프레이의 스트림은 피부 치료 용액으로 구성되는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  10. 제7항에 있어서, 상기 스프레이의 스트림은 인간 피시술자의 헤어를 건조하기 위한 건조 공기로 구성되는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  11. 제7항에 있어서, 상기 스프레이의 스트림은 시아노아크릴레이트 접착제의 경화를 가속화하기 위해 습한 공기로 구성되는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터는 피부 치료를 위한 포커싱된 광을 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  13. 제3항에 있어서, 상기 가요성 지주 또는 튜브는 말단부에 앤빌을 갖고, 상기 앤빌은 적어도 2개의 구멍을 갖고, 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터는 상기 앤빌의 말단측에 루프를 형성하도록 상기 적어도 2개의 구멍을 통해 연장하는 가요성 코드를 더 포함하고, 상기 가요성 코드는 상기 가요성 지주 또는 튜브를 통해 상기 가요성 지주 또는 튜브의 기단부로 연장하고, 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터는 상기 가요성 지주 또는 튜브의 기단부에 액추에이터를 더 포함하고, 상기 액추에이터는 상기 루프의 크기를 선택적으로 변경하기 위해 상기 가요성 코드를 선택적으로 압박하도록 구성되는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 앤빌은 5 내지 150 미크론 직경의 단면을 갖는 홈을 갖는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 앤빌은 적어도 하나의 축을 따라 상기 가요성 지주 또는 튜브의 중심축에 직교하지 않는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 가요성 지주 또는 튜브는 직선형이 아닌, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  17. 제13항에 있어서, 상기 가요성 지주 또는 튜브는 45도 초과의 만곡부를 갖는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  18. 제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터는 상기 루프의 크기를 증가시키도록 구성된 스프링 기구를 더 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  19. 인간 피시술자 상에 작업을 수행하도록 구성된 본질적으로 안전한 로봇 시스템이며,
    로봇;
    상기 로봇 주위의 제1 안전 배리어로서, 상기 제1 안전 배리어는 상기 제1 안전 배리어를 넘는 상기 로봇의 동작을 금지하도록 구성되는, 제1 안전 배리어;
    인간 피시술자 주위의 제2 안전 배리어로서, 상기 제2 안전 배리어는 상기 제2 안전 배리어를 넘는 인간 피시술자의 침입을 금지하고 또는 인간 피시술자가 상기 제2 안전 배리어를 나오면 상기 로봇의 동작을 금지하도록 구성되는, 제2 안전 배리어;
    안전 구역을 포함하는 상기 제1 및 제2 안전 배리어 사이의 공간;
    상기 로봇에 부착된 적어도 하나의 엔드 이펙터로서, 상기 엔드 이펙터는 상기 제1 및 제2 안전 배리어를 통해 신장하고 인간 피시술자에 접촉시에 즉시 변형하도록 구성되고, 상기 안전 구역은 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터에 의해서만 교차 가능하여, 이에 의해 인간 피시술자와 상기 로봇 사이의 직접 상호 작용을 금지하고 인간 피시술자를 상해로부터 보호하는, 적어도 하나의 엔드 이펙터를 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2 안전 배리어는 인간 피시술자의 해부학 구조의 부분이 돌출하여 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터가 부분에 액세스할 수 있게 하도록 구성되는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 부분은 인간 피시술자의 적어도 하나의 속눈썹을 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  22. 제20항에 있어서, 상기 부분은 인간 피시술자의 헤어를 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  23. 제20항에 있어서, 상기 부분은 40 N/cm2 초과의 허용 가능한 압력을 갖는 인간 신체의 임의의 영역을 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  24. 인간 피시술자의 영역 상에 작업을 수행하도록 구성된 본질적으로 안전한 로봇 시스템이며,
    로봇;
    인간 피시술자와 상기 로봇 사이의 안전 배리어로서, 상기 안전 배리어는 인간 피시술자와 상기 로봇 사이의 상호 작용을 금지하도록 구성되는, 안전 배리어;
    상기 영역을 위한 안전한 로딩에 대응하여 규정된 허용 가능한 부하 또는 압력;
    상기 로봇에 부착된 적어도 하나의 엔드 이펙터로서, 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터는 상기 안전 배리어를 통해 신장하고 허용 가능한 부하 또는 압력 이하로 부하를 받을 때 붕괴하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터는 상기 안전 배리어에 의해 상기 영역에 한정되는, 적어도 하나의 엔드 이펙터
    를 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
  25. 로봇, 상기 로봇에 결합된 엔드 이펙터, 및 안전 배리어를 갖는 인간 피시술자 상에 미용 절차를 수행하는 방법이며,
    상기 미용 절차를 위한 인간 피시술자의 영역을 선택하는 단계;
    상기 영역을 위한 허용 가능한 부하 또는 압력을 규정하는 단계;
    상기 영역으로의 액세스를 제한하도록 상기 로봇 및 상기 안전 배리어를 배향하는 단계;
    허용 가능한 부하 또는 압력 이하에서 붕괴하도록 상기 엔드 이펙터를 구성하는 단계; 및
    상기 절차를 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  26. 인간 피시술자 주위에서 동작하는 로봇과 함께 사용을 위해 구성된 본질적으로 안전한 엔드 이펙터이며,
    상기 로봇에 의해 배향 가능한 가요성 지주를 포함하고, 상기 가요성 지주는
    상기 가요성 지주를 따라 말단측에 배치된 앤빌;
    상기 앤빌에 대해 파지하기 위한 루프를 형성하도록 구성된 가요성 코드; 및
    상기 가요성 코드를 작동하도록 구성된 적어도 하나의 기단측 액추에이터로서, 상기 엔드 이펙터의 기단측 작동은 말단측 파지를 야기하지만 상기 엔드 이펙터와 인간 피시술자 사이의 접촉은 인간 피시술자를 상해를 입히지 않을 것인, 적어도 하나의 기단측 액추에이터를 포함하는, 본질적으로 안전한 엔드 이펙터.
  27. 제26항에 있어서, 상기 앤빌은 적어도 하나의 축을 따른 상기 가요성 지주의 중심축에 직교가 아닌 앤빌 표면을 갖는, 본질적으로 안전한 엔드 이펙터.
  28. 제26항에 있어서, 상기 가요성 지주는 상기 가요성 지주를 따라 실질적으로 말단측에 있지만 상기 앤빌에 기단측에 있는 엘보우를 포함하는, 본질적으로 안전한 엔드 이펙터.
  29. 제26항에 있어서, 작동의 부재시에 루프를 개방하도록 구성된 말단측에 장착된 스프링을 더 포함하는, 본질적으로 안전한 엔드 이펙터.
  30. 제26항에 있어서, 상기 로봇은 상기 엔드 이펙터를 부가적으로 배향하도록 구성된 적어도 하나의 기단측 액추에이터를 포함하는, 본질적으로 안전한 엔드 이펙터.
  31. 속눈썹 연장부를 조작하도록 구성된 본질적으로 안전한 엔드 이펙터이며,
    로봇에 의해 배향되도록 구성된 가요성 비전도성 지주; 및
    상기 엔드 이펙터의 말단부를 선택적으로 대전하도록 구성된 정전 전위 발생기로서, 상기 엔드 이펙터의 말단부를 선택적으로 대전하는 것은 정전 접착에 기초하여 상기 엔드 이펙터에 속눈썹 연장부를 일시적으로 접착하는, 정전 전위 발생기를 포함하는, 본질적으로 안전한 엔드 이펙터.
  32. 인간 피시술자 상에 작업을 수행하도록 구성된 본질적으로 안전한 로봇 시스템이며,
    로봇;
    인간 피시술자와 상기 로봇 사이의 적어도 하나의 라이트 커튼으로서, 상기 라이트 커튼은 미리 규정된 수의 광 경로가 동시에 파괴될 때 상기 로봇을 디스에이블링하여, 이에 의해 상기 로봇이 인간 피시술자를 상해를 입히는 것을 방지하도록 구성된 회로를 포함하는, 적어도 하나의 라이트 커튼;
    상기 로봇에 부착된 적어도 하나의 엔드 이펙터로서, 상기 엔드 이펙터는 상기 적어도 하나의 라이트 커튼을 통해 신장하고 미리 규정된 수 미만의 광 경로를 파괴하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터는 인간 피시술자에 접촉시에 즉시 변형하여, 이에 의해 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터가 인간 피시술자를 상해를 입히는 것을 방지하도록 구성되고, 상기 로봇 또는 상기 로봇의 일부는 상기 적어도 하나의 라이트 커튼을 통해 신장시에 미리 규정된 수의 광 경로 초과를 파괴하도록 구성되는, 적어도 하나의 엔드 이펙터를 포함하는, 본질적으로 안전한 로봇 시스템.
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