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Korea Robotics Society

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국내학술대회

신진연구자
제15회 한국로봇종합학술대회에서는 젊은 로봇 과학자들이 현재 진행 중인 연구 주제, 연구 성과, 향후 연구계획을 발표할 수 있는 기회를 제공하는 특별한 세션을 준비합니다. 본 세션은 로봇분야 최신의 기술을 접할 기회를 제공할 뿐만 아니라 청중들이 다음 세대를 이끌어갈 젊은 과학자들과 만남의 기회를 제공하는 것을 목적으로 합니다. 또한 본 세션은 젊은 로봇 과학자들이 대한민국에서 로봇 연구자로서의 연구 네트워크 구축에 기여하여 공동연구의 기회를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 합니다.
"신진연구자"는 박사학위를 받은 지 4년 이내의 머리가 차갑고 가슴이 따뜻한 로봇분야 새내기 박사님을 의미합니다.
 
[신진연구자 소개]
발표자
최성록 (한국전자통신연구원 인공지능연구소 / 선임연구원)
주제
Toward Better Robot Navigation and Perception
CV
요약
본 발표에서는 발표자의 로봇 주행 및 3차원 컴퓨터비전 분야의 연구 결과들을 “보다 나은 로봇 주행과 인지 기술을 만들기”라는 관점에서 소개한다. 우선 범용 로봇 주행 소프트웨어 uRON을 지난 10년간 다양한 로봇 플랫폼과 실제 환경에 적용하면서 발생한 다양한 문제점들과 그 해결책들을 소개하고 한다. 위치인식은 로봇 주행에서 가장 중요한 요소 기술 중 하나로 여러 환경에 두루 적용할 수 있는 기법이 부재한데, 이를 위한 위치인식 기술의 수학적 기법들과 단안 영상기반 오도메트리(monocular visual odometry) 기술을 소개한다. 단안 영상기반 오도메트리 기술은 지면이 평평하다는 점을 활용하여 정확도와 수행시간을 크게 개선하고 단안 카메라에서 알 수 없는 변위의 크기(scale) 문제를 해결한다. 또 지면이 평평하다는 제약조건은 단안 영상을 이용한 3차원 물체 해석에 확장이 가능한데, 이를 이용한 지능형영상감지(intelligent visual surveillance) 응용도 소개한다. 끝으로 소개한 다양한 기법들과 해결책들에 공통적인 특징을 도출하여 다른 연구 분야에도 적용할 수 있는 지혜를 고찰한다.
 
발표자
김태균 (영남대학교 / 조교수)
주제
Development of wall climbing robot with modular cleaning unit
CV
요약
본 발표에서는 다양한 외벽의 형상에 적용 가능하고 작업의 확장이 용이한 모듈형 구조의 외벽 청소 로봇을 소개한다. 또한 외벽 청소 로봇의 작업 효율을 높이기 위해 개발된 외란 보상이 가능한 힘 추종 제어 알고리즘과 Series Elastic Actuator를 이용한 제어 알고리즘, 벽면에서의 위치 제어 성능을 높이기 위한 비선형 로프 모델링 등을 다룬다.
등반 로봇 플랫폼은 외벽에 부착되어 등하강이 가능하며 모듈형 결합부를 통해 청소 유닛의 탈부착이 용이한 구조를 가지고 있다. 등반 로봇 플랫폼에 부착 가능한 다양한 청소유닛이 함께 개발되었으며 청소면의 종류, 오염도에 따라 교체하여 사용할 수 있다. 청소유닛은 등반 방향의 수직한 면으로 2 자유도의 움직임이 가능하며 벽면과의 거리나 각도가 달라질 때 적응이 가능하다. 청소유닛 작업영역의 양 끝에는 반력을 측정할 수 있는 센서가 장착되었으며 청소 성능을 일정하게 유지하기 위하여 반력을 일정하게 유지할 수 있는 힘 제어 알고리즘이 필수적이다.
청소유닛의 힘 제어는 위치 기반의 간접 제어 방식인 임피던스 제어 구조를 사용하여 구현하였다. 또한 전체 제어기는 힘 추종 임피던스 제어기에 외란 관측기와 슬라이딩 모드 제어기를 결합하였다. 제어기 목표는 등반 로봇 플랫폼과 벽면간의 거리 변화와 청소유닛 브러쉬의 회전으로 인해 생기는 외란, 시스템 파라미터의 오차로 인해 생기는 외란을 보상하는 것이다. 외란 관측기는 청소유닛과 주위 환경과의 상호작용 모델링을 기반으로 목표 힘과 실제 힘과의 차이에 대한 보상 입력을 도출하고 슬라이딩 모드 제어는 모델링 되지 않은 외란에 대해서 보상하는 역할을 한다.
 
발표자
장한뜻 (인천대학교 기계공학과 / 조교수)
주제
Development of Self-stabilizing Variable Stiffness Actuation System
for Safe Physical Human Robot Interaction
CV
요약
로봇 공학 분야에서 높은 기계적 강성, 정밀한 센서 그리고 빠른 계산 속도는 피드백 제어를 통한 안정성 획득과 보다 나은 제어 성능을 위해 중요한 부분을 차지하여 왔다. 이와는 대조적으로, 인간의 신체는 낮은 기계적 강성, 부정확한 센서, 느린 신경 전달 속도로 인해 인공적 시스템에 비해 피드백 제어에 있어 물리적으로 불리함에도 불구하고 안정한 움직임을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 불확실한 환경에 대해 강건하고 적응하는 능력을 보여준다. 이러한 이유에서 많은 신경생리학 연구들은 인간의 피드백 제어보다 피드포워드 제어의 중요성을 강조하여 왔다. 많은 선행 연구에서 가상 궤도 제어 가설은 인간의 관절 강성 제어에, 내부 모델 가설은 뇌 안의 역동역학 모델에 초점을 맞추어 인간의 피드포워드 제어의 안정성과 강건성을 설명하려 노력하였다. 이러한 선행 연구 결과를 바탕으로 본 연구에서는 인간이 불확실한 역동역학 모델을 보상하기 위해 관절 강성을 이용한다는 가설에 기반하여 가변 반경 기어와 고출력 토크 모터의 개발을 통해 기계적으로 관절 강성을 조절할 수 있는 구동 시스템을 개발하였다. 실험 결과로부터 개발한 가변 강성 구동 시스템은 센서에 의한 피드백제어와 정확한 역동역학모델 없이도 안정하고 정확한 움직임 추종 성능을 보여주었다. 이러한 결과는 개발된 가변 강성 구동 시스템이 피드포워드로 제어되는 로봇의 개발에 응용될 수 있음은 물론 인간이 불확실한 환경에 적응하기 위해 강성을 활용하고 있음을 보여주는 가설을 간접적으로 지지한다.
 
발표자
최유경 (세종대학교 / 조교수)
주제
올데이 비전을 위한 시지각 기술 / Visual perception for all-day vision
CV
요약
주간과 야간 등의 환경 변화에 강인한 알고리즘 확보를 위해 제안된 올데이 비전(All-day Vision)을 소개한다.
더불어 자율주행자동차를 위한 올데이 비전의 응용사례로 1) 주/야 변화에 강인한 열화상 기반 깊이 정보 추정 기술과
2) 다양한 이상 상황에도 강인한 보행자 인식 기술 그리고 마지막으로 3) 별도의 데이터 셋 촬영 없이 기존 RGB 중심의 지도 데이터를 활용한 열화상 영상 기반 위치 추정 연구를 소개한다.
We introduce the All-day Vision to robustly operate various conditions from day to night time. For autonomous vehicle applications, we present three works as follows:
1) thermal image-based depth estimation technology robust to day and night changes
2) recognition technology that is robust to abnormal situations such as sensor-fault case
3) thermal image-based place recognition technology compatible with the existing map data
 
발표자
Wei WANG, Ph.D. (왕웨이) (Hanyang University / Assistant Professor)
주제
Shape memory alloy-based bioinspired soft robots
CV
요약
Principles of biological system are applied to the design and fabrication of shape memory alloy-based soft structures and robots.