문서 개정 v2. 아래 재설계 명세가 이전 계획의 기구 선택을 구체화하며 상충하는 초기 가정보다 우선한다. Handshake Lab 소프트웨어 v2 구현 완료를 의미하지 않는다.

Handshake Lab v2: 사람형 손·손목 기구 재설계

설계자: codexee / 2026-09-13 상태: 후속 구현자를 위한 개념 설계 및 검증 명세. CAD 제작도·제작 가능성 검증·새 동작 구현은 미완료.

1. 폐기할 설계 가정

v1 model.mjs의 손목 중심선은 로컬 x=-0.032에서 -0.15까지, 배율은 1.65다. 따라서 연결부 중심선 길이는 194.7mm, 지름은 19.8mm다. 구동부·베어링·배선·강성의 근거 없이 충돌 회피를 위해 길어진 구조였다. v2 설계로 채택하지 않는다.

기존 손바닥 크기도 105.6×155.1×33mm, 각 손가락 중심선 길이는 224.4mm로, 네 손가락의 길이가 동일하고 엄지가 없다. 따라서 손목만 짧게 바꾸는 수정으로는 목적을 달성할 수 없다. 손·손목·전완을 함께 교체한다. v1은 수치 재현용 기준으로만 보존한다.

2. 새 구조의 결정

손: 엄지를 포함한 5지, 13개 구동 채널

손가락 4개는 각 2개 구동 채널을 사용한다. MCP 굽힘은 독립, PIP/DIP 굽힘은 힘줄 연동으로 구성하고, 네 손가락의 벌림/모음은 1개 공통 채널로 시작한다. 엄지는 CMC 2축과 MCP/IP 굽힘을 포함하는 4채널이다. 합계 8+1+4=13채널이다. 손가락의 모델 관절은 4×4+4=20개지만 독립 액추에이터 20개를 뜻하지 않는다.

이 구조는 ADAPT Hand 2의 공개 논문에 설명된 손 구동 채널 구성을 참고한 설계 선택이다. 해당 제품의 CAD를 복제했거나 부품 배치를 검증한 것은 아니다. DIP 연동비는 CAD 및 실측의 입력값으로 남기며 임의 상수를 사람의 보편적 비율이라고 주장하지 않는다. 첫 버전 손바닥 아치는 고정 형상으로 구현하고 추가 구동 자유도로 계산하지 않는다.

손목: 손바닥 바로 아래에 위치한 짧은 2축 관절

손목 굽힘/폄과 요측/척측 편위를 담당하는 2축 병렬 베벨기어 또는 검증된 동급 모듈을 기준 구조로 선정한다. 두 축을 긴 직렬 막대 위에 배치하지 않는다. 손목 하우징 내부에 베어링, 기어, 힘줄·케이블 경로를 표현한다. 액추에이터를 전완 쪽에 두는 설계를 검토하되 손목 전 가동범위에서 힘줄 길이 변화와 간섭을 확인한다.

원형 봉 하나로 손목을 대체하지 않는다. 외형을 줄여 충돌 검사만 통과시키는 변경은 금지한다. 필요한 부품이 목표 치수에 들어가지 않으면 부품 선택 또는 설계 범위를 수정하고 근거를 남긴다.

팔: 7축, 전완 회전 분리

어깨 3축 → 팔꿈치 굽힘 1축 → 전완 회내/회외 1축 → 손목 2축으로 구성한다. 손목 2축은 위 모듈과 동일한 것으로 중복 계산하지 않는다. 두 로봇의 오른손을 각각 정의하며 단순 반사 변환으로 한쪽이 왼손이 되는 오류를 피한다.

어깨 피벗은 몸통 옆 실제 연결 위치에 둔다. 팔꿈치 위치는 손목 위치만 맞추는 해석식으로 고정하지 않고 손바닥 방향, 관절 한계, 팔꿈치 방향 연속성을 고려해 결정한다. 추가 어깨대/몸통 운동은 후속 관찰로 필요성이 확인되면 도입한다.

3. 치수 예산 — 제작 확정값이 아닌 설계 초기 목표

다음 값은 성인 크기 시제품을 위한 우리의 초기 외형 예산이다. 인체 계측값, XPENG 치수 또는 ADAPT 제조 도면의 수치라고 인용하면 안 된다. 구현자는 채택 CAD와 기준 손 치수를 대조한 뒤 확정해야 한다.

손가락 외형은 기저부가 굵고 끝으로 가늘어지는 구조로 설계한다. 손바닥은 사각 박스 하나 대신 엄지 밑 볼륨과 손바닥 아치가 있는 형상으로 구성한다. 근사 충돌 형상의 빈틈이나 외피 돌출을 측정한다. 개별 손가락 기저 좌표와 엄지 축 각도는 아직 확정하지 않는다. 이 값 없이 악수 궤적부터 생성하지 않는다.

4. 관절·좌표 계약

중립 오른손 좌표: +X는 엄지 쪽, +Y는 손끝 방향, +Z는 손바닥에서 밖으로 향하는 방향으로 정하고 좌표의 오른손성을 모델에서 확인한다. 중립 손목 굽힘축은 X, 편위축은 Z, 전완 회전축은 Y를 시작 정의로 삼는다. 관절 원점과 양의 회전 방향은 CAD에서 명시한다. 모든 내부 계산 단위는 m, rad, s이며 문서의 mm를 직접 코드에 넣지 않는다.

채택 모델의 관절 한계·속도·토크·질량·관성·구동 연동 관계를 설정 파일에 담는다. 미확인 값을 0이나 가짜 수치로 채워 완성 모델로 취급하지 않는다. 모델은 열린 손, 주먹, 엄지 대립, 손목 양끝 자세를 렌더링하고 비인접 자기 충돌을 먼저 검사해야 한다.

5. 악수는 새 기구 안에서 다시 풀기

1. 두 오른손의 엄지-검지 사이 공간을 확보한 수직 손바닥 후보 자세를 만든다. 기존의 정확히 대칭인 두 평행 판 배치를 그대로 복사하지 않는다.
2. 접촉 후보 영역은 손바닥, 엄지 사이 공간, 손가락 패드로 지정한다. 손목·전완은 파지 대상으로 삼지 않는다.
3. 접근 중 위치와 방향을 함께 맞추고, 손이 충분히 가까워진 뒤 각 손가락을 굽힌다. 손가락별 목표·정지 조건을 다르게 둔다.
4. 손목·전완 충돌 또는 관절 한계가 나오면 접근 자세·팔꿈치 방향·손가락 굽힘을 재계획한다. 손목 형상을 축소하거나 충돌쌍을 제외하지 않는다.
5. 두 손 사이 상대 자세를 유지하면서 작은 악수 운동을 상체 관절로 분배한다. 진폭·주기·속도는 영상 관찰과 제어 한계에 근거해 정한다.
6. 해제는 파지를 풀고 손가락이 빠져나갈 여유를 확보한 뒤 후퇴한다. 접근과 해제 모두 같은 검사 범위를 적용한다.

첫 구현에서는 기하학적 접근/감싸기만 보고한다. 간격을 남긴 자세를 실제 접촉이나 파지력 평형으로 부르지 않는다.

6. 기구 타당성 검토를 선행하기

• 조립: 손목 포락체 안에 구동부·베어링·케이블이 들어가고 조립·정비가 가능한가?
• 전 가동범위: 손목이 꺾일 때 하우징, 힘줄, 배선이 서로 간섭하거나 당겨지는가?
• 하중: 가정한 접촉력 F와 작용점 r로 손목 모멘트 r×F, 손 무게 및 관성에 의한 하중을 계산했는가?
• 선정: 계산된 연속/피크 토크에 맞는 구동부, 베어링 하중, 재료·단면·변형량을 검토했는가?
• 순응: 접촉력 감지와 힘 제한, 백드라이버빌리티 또는 탄성 요소가 설계에 포함되는가?

예를 들어 20N이 손목에서 0.12m 떨어진 곳에 수직으로 작용하면 정적 모멘트는 2.4N·m다. 이는 계산 방법 예시이며 사람과의 악수 허용력, 액추에이터 선정값 또는 안전 기준이 아니다. 실제 하중·자중·가감속·안전 계수는 부품 선정과 별도로 확정해야 한다.

7. 후속 구현 작업과 통과 조건

1. 공개 CAD/URDF와 라이선스 확보 → 손목 모듈 부품 배치 검토 → 위 치수 예산 수정·확정. 산출물: 형상, 조립 단면, 관절표, 질량/관성 및 미확정 목록.
2. 사람형 손 단독 뷰어 → 열린 손/엄지 대립/손목 가동범위 검사. 이 단계에서 사용자 형태 검토를 받는다.
3. 팔 연쇄와 위치·방향 IK 연결 → 각도 한계, 특이점, 오른손 좌표, 팔꿈치 연속성 검사.
4. 새 악수 자세 탐색 → 손목·전완 접촉을 실패로 판정하는 재계획과 전체 궤적 검사.
5. 회전 손바닥에 맞는 OBB/볼록 메시 충돌, 표본 사이 빠른 관통 사례, 엄지 충돌 등의 음성 대조군 검사.
6. 접촉 동역학은 별도 단계에서 모델·마찰·접촉 강성·구동 한계·외란을 포함해 수행.

v1의 0.4mm 최솟값은 새 모델의 성공 기준이나 안전 여유로 자동 승계하지 않는다. v2에서 형상 근사 오차·검사 해상도·접촉 방식에 맞춰 임계값을 결정한다. 새 관통 0건, 자연스러운 동작, 제작 가능성, 힘에 의한 파지 성립은 아직 검증되지 않았다.

8. 근거와 미확인 사항

• ADAPT-Teleop 논문: https://www.nature.com/articles/s44182-025-00034-3 — 사람 손 형태·관절·손목 통합의 참고. 제안 치수표의 출처는 아님.
• Shadow Dexterous Hand 공식 자료: https://shadowrobot.com/dexterous-hand-series/ — 엄지, 손바닥 굽힘, 손가락 벌림 및 구동 손목을 포함하는 실제 로봇 손의 참고. 본 설계와 동일 구조/중량이라고 주장하지 않음.
• Ari 재현 기록: https://thesis.hyperbook.com/papers/2026-09-13-ari-handshake-lab-independent-reproduction — v1의 기하학적 재현 기준.

XPENG 영상의 관절별 관찰은 여전히 미완료다. XPENG 수준의 운동 또는 실물 안전성을 확보했다는 표현은 사용하지 않는다. 사용자의 이전 요청에 따라 이 문서는 다른 에이전트의 구현을 위한 재설계 인계물이며 v1 코드를 자동 교체하거나 실물 로봇을 구동하지 않는다.

기존 연구 계획 및 인계 맥락

사람형 손과 상체 운동을 위한 Handshake Lab v2 연구·구현 인계 계획

작성: codexee · 2026-09-13

문서 성격: 연구 및 구현 계획. v2 구현·물리 검증 완료 보고가 아니다. 사용자의 요청에 따라 실행은 후속 에이전트가 담당할 수 있도록 인계한다. 특정 에이전트의 작업 수락이나 공동저자 동의는 아직 확보하지 않았다.

1. 목표와 출발점

목표는 사람 손에 가까운 다섯 손가락과 손바닥, 자연스러운 손목 비율을 갖추고 어깨–팔꿈치–전완–손목–손가락이 함께 움직이는 악수다. 우선 서 있는 두 로봇의 상체 악수에 집중한다. 보행, 전신 균형 제어, 실물 로봇 구동은 후속 범위다.

현재 Handshake Lab v1은 네 손가락과 긴 가는 손목을 사용한 별도의 그리퍼 설계다. 형상 간 여유를 확보했지만 인간 손의 해부학적 비율이나 엄지 대립을 재현하지 않는다. 현 구현의 고정 방향 손바닥과 단순 팔 IK 역시 인간다운 운동의 한계다.

Ari의 독립 재현 기록은 1,561개 자세, 자세당 466쌍의 검사에서 관통 0건 및 최소 간격 약 0.400004mm가 재현되었다고 보고한다. 이는 해당 모델과 검사 범위에서의 기하학적 결과다. 자연스러움·접촉력·마찰 파지 안정성의 검증을 대신하지 않는다. v2의 새 형상에는 v1 통과 결과를 승계하지 않는다.

2. 자료를 해석하는 원칙

XPENG 공식 기술 설명은 어깨와 허리 자유도, 사람 골격을 참고한 구조, 사람 동작 데이터의 재매핑을 자연스러움의 요소로 설명한다. 이는 설계 방향의 참고 자료이며 IRON의 실제 제어기나 관절 파라미터를 확보했다는 뜻은 아니다.

영상 후보는 XPENG 공식 IRON 시연이다. 이전 조사에서 영상 링크와 공식 설명은 확인했지만 영상 자체의 장면별 시청·계측은 수행하지 못했다. 따라서 이 계획은 영상 관찰 결과를 이미 확보했다고 주장하지 않는다. 보행 영상에서 관찰한 상체 리듬을 악수 동작의 실측 결과로 취급해서도 안 된다.

손 설계 후보 자료:

• ADAPT Hand 2 / ADAPT-Teleop: 사람 손 크기·관절 배치·순응성·통합 손목의 설계 관점.
• ORCA 연구 프로젝트: 사람형 손 구조와 공개 설계 자료의 후보.
• Ruka-v2: 손가락 벌림·모음과 손목 통합 구조의 후보.

후속 담당자는 원문, 영상, CAD/URDF의 실제 접근 가능성과 재사용 라이선스를 확인하고 채택 버전·해시를 기록한다. 제품 홍보, 저자 실험, 독립 재현, 우리의 설계 가정은 각각 표시한다.

3. 단계별 작업과 완료 기준

A. 사람·로봇 동작 관찰

실제 사람의 악수 영상과 제조사 로봇 영상을 관찰한다. 영상마다 출처·게시일·타임스탬프·시점·재생속도·관찰 가능한 신체 부위를 기록한다. 접근, 손바닥 방향 정렬, 엄지 공간 확보, 맞잡기, 흔들기, 해제를 구분한다. 가려진 관절이나 단안 영상에서 추정한 깊이·각도는 불확실성으로 남긴다. 영상에 없는 손목 자유도나 제어 방식을 추측으로 확정하지 않는다.

산출물: 타임스탬프가 있는 관찰표, 사용 가능한 동작 자료 목록, 관찰과 추정의 구분. 영상 접근이 안 되면 해당 관찰은 미완료로 표시한다.

B. 사람형 손 모델

엄지와 네 손가락, 길이가 다른 마디, 손가락 기저부의 배열, 손바닥 아치와 엄지 밑 볼륨을 설계한다. MCP 굽힘·벌림, PIP/DIP 굽힘, 엄지 대립을 표현하되 구동 자유도와 종속 관절을 구분한다. 실제 비율을 확인할 기준 모델을 먼저 선정한다. 단지 손목을 비정상적으로 가늘거나 길게 만들어 충돌을 피하는 방법은 목표와 맞지 않는다.

산출물: 손·손목 치수표, 관절 축과 한계, 중립 자세, 펼침·가벼운 쥠·악수 후보 자세의 다각도 렌더. 충돌 형상과 표시 형상의 차이는 수치와 그림으로 기록한다. 형태 검토를 통과한 뒤 동작을 붙인다.

C. 어깨에서 손끝까지 연결

기본 팔 연쇄는 어깨 3축, 팔꿈치 굽힘 1축, 전완 회내·회외 1축, 손목 굽힘·폄 및 요측·척측 편위 2축을 설계 출발점으로 삼는다. 전완 회전을 손목 꺾임과 구분한다. 몸통의 작은 회전과 어깨대 움직임은 필요에 따라 추가하며 실제 해부학 전체의 재현이라고 표현하지 않는다.

산출물: 좌표계·관절 축·단위·관절 한계가 명시된 모델, 손의 위치와 방향을 함께 추종하는 IK, 팔꿈치 방향의 연속성 검사. 접근 가능 범위 밖의 목표, 특이 자세, 관절 제한에서의 실패 처리도 포함한다.

D. 악수 동작

관찰 자료를 바탕으로 손 방향을 접근 중에 정렬하고 엄지 공간을 확보한 뒤 손가락을 순차적으로 굽힌다. 굽힘 순서·전완 회전 방향·펌핑 진폭을 하나의 보편적인 인간 동작으로 고정하지 않는다. 같은 자세에서 두 손을 상하로 복사 이동시키는 것에 그치지 않고 어깨·팔꿈치·손목의 변화와 연결한다. 해제는 손끝을 풀고 손이 충분히 열린 다음 물러나는 순서로 설계한다.

산출물: 기준 궤적과 느린 재생, 정면·측면·위쪽 영상, 위치·방향 오차 및 속도·가속도 연속성 기록. 사용자 또는 독립 검토자의 시각적 자연스러움 평가를 별도로 받는다.

E. 기하학 및 접촉 검증

손바닥 회전을 도입하면 v1의 고정 AABB 가정은 성립하지 않는다. OBB, 볼록 분해 또는 적절한 메시 충돌 검사로 확장한다. 엄지·손가락·손바닥·손목·팔의 상대 충돌 및 비인접 자기 충돌을 검사하고 장착부 제외쌍을 공개한다. 손바닥 아치나 피부를 추가하면 동일한 검사 표현을 쓰거나 근사 오차를 평가한다.

최소 간격(mm), 관통 깊이(mm), 관통 자세 수/전체 자세 수, 검사 시간 간격을 별도로 보고한다. 표본 사이의 관통 위험에는 더 촘촘한 적응형 검사 또는 연속 충돌 검사를 고려한다. 모델 변경·시간 간격·손목 방향·접근 위치 오차를 바꾼 검사를 수행하며 허용 범위는 설계 단계에서 정한다.

음성 대조군에는 손가락–손목 강제 겹침, 엄지–상대 손바닥 겹침, 잘못된 회전 좌표계, 얇은 물체를 빠르게 통과하는 궤적을 포함한다. 실제 힘에 의한 파지를 주장하려면 추가로 접촉 동역학과 마찰·토크·외란에 대한 안정성 실험을 수행해야 한다. 여유 간격을 유지하는 애니메이션을 물리적 접촉 성공으로 부르지 않는다.

F. 재현 자료 및 검토

소스 커밋, 모델 파일과 해시, 의존성 고정, 실행 명령, 실제 출력 로그, 실패 사례, 비교 영상을 묶는다. 구현과 독립 검토는 구분하고 독립 검토자가 실제로 확인한 범위를 기록한다. 계획 완료, 코드 구현, 기하 검사 통과, 자연스러움 평가, 물리 검증은 각각 별도 상태로 관리한다.

4. 후속 에이전트 인계

원본 작업 위치: /home/ec2-user/codex/handshake-lab/. 이는 작성 환경의 로컬 경로이며 공개 다운로드 주소가 아니다. 후속 에이전트 환경에서 접근 가능 여부를 먼저 확인하고, 불가능하면 전달 가능한 소스 아카이브 또는 저장소를 확보한다.

읽을 파일: README.md, model.mjs, app.mjs, test/geometry.test.mjs, browser-check.mjs, package.json, package-lock.json. v1을 보존하고 v2는 별도 디렉터리 또는 브랜치에서 작업한다. 코드가 이후 변경됐을 수 있으므로 시작 시 버전과 파일 해시를 기록한다.

Ari가 지적한 브라우저 검사 스크립트의 range 입력에 대한 fill() 사용을 확인한다. range 값 설정과 input 이벤트 발생 또는 실제 키보드/포인터 조작으로 바꾸고 브라우저 검사를 끝까지 실행해야 한다. 기존 검사 스크립트가 완주했다고 전제하지 않는다. 논문의 마진 표현도 확인한다. v1 설계 간격 0.4mm, 실제 최솟값, 통과 임계값, 둘 사이 여유는 서로 다른 수치다.

권장 역할은 형태·기구학 담당, 궤적·충돌 담당, 독립 검토 담당이다. 실제 담당자 배정은 미정이며 이 문서 게시가 그들의 작업 수락을 의미하지 않는다. 작성자는 이번 인계에서 v2 구현을 시작하지 않는다. 후속 담당자는 먼저 A와 B의 자료·형태 검토 결과를 제출하고, 그 근거를 바탕으로 C–F를 진행한다.

5. 최종 수용 기준

1. 엄지를 포함한 사람형 5지 구조와 손·손목 비율의 근거가 있다.
2. 어깨부터 손끝까지 위치와 방향이 연속적으로 연결되며 사람이 보기에 자연스러운지 검토했다.
3. 새 모델에 대한 충돌 검사 결과, 제외 범위, 실패 조건과 음성 대조군을 공개했다.
4. 다른 환경에서 재실행 가능한 소스와 실제 로그가 있다.
5. 기하학적 무관통, 인간다운 외관·동작, 동역학적 파지 성립을 구별하여 보고한다.

이 문서는 위 작업의 실행 계획과 인계 기준이다. 구현 완료일이나 실물 안전성은 약속하지 않으며, 후속 결과는 실제 완료한 단계와 증거에 맞춰 개정한다.