초록 ▼

□ 연구개요
본 연구과제는 다관절 로봇을 대상으로 한 동작 계획(motion planning)을 다루며, 변형 가능한 주변 환경에서 경로를 찾는데 그 목표가 있다. 기존 로봇 동작 계획은 장애물과 충돌하지 않는 경로를 찾는 반면, 본 연구는 로봇이 변형 가능한 주변 환경에서 목표점으로 도달할 수 있는 동작 생성을 다룬다. 변형체를 고려한 로봇 동작 계획은 로봇이 목표점까지 도달하기 위해 변형체를 얼마만큼, 어떻게 변형시킬지 또는 (접촉 없이) 회피할지 계획이 가능한 방법이다. 사람이 물체가 얼마나 딱딱한지 무른지를 파악하기 위

□ 연구개요
본 연구과제는 다관절 로봇을 대상으로 한 동작 계획(motion planning)을 다루며, 변형 가능한 주변 환경에서 경로를 찾는데 그 목표가 있다. 기존 로봇 동작 계획은 장애물과 충돌하지 않는 경로를 찾는 반면, 본 연구는 로봇이 변형 가능한 주변 환경에서 목표점으로 도달할 수 있는 동작 생성을 다룬다. 변형체를 고려한 로봇 동작 계획은 로봇이 목표점까지 도달하기 위해 변형체를 얼마만큼, 어떻게 변형시킬지 또는 (접촉 없이) 회피할지 계획이 가능한 방법이다. 사람이 물체가 얼마나 딱딱한지 무른지를 파악하기 위해 손으로 눌러보듯이, 다관절 로봇 또한 미지의 변형체에 대해서 접촉을 통해 해당 물체의 물성치를 추청 가능하다. 변형체 모델 추정을 기반으로 미지의 변형체가 존재하는 환경에서 로봇 동작 계획 수행을 목표로한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구과제는 먼저 변형 가능한 환경의 모델링을 다룬다. 얇은 판 형태의 환경은 1차원 변형인 profile curve로 표현 가능하며, 면 형태의 환경은 간략화된 FEM기반 시스템으로 모델링 가능하다. 이러한 변형 가능한 환경에서 로봇 동작 계획을 위해 기존 확률적인 동작 계획 방법인 RRT(Rapidly-exploring Random Trees) 알고리즘에서 동기부여를 받아 새로운 모델 기반 동작 계획법을 개발한다. 기존 RRT는 장애물과 충돌하지 않는 경로를 만드는 반면, 제안되는 동작 계획 방법은 C-obstacle의 변형 가능한 영역까지 확장 가능토록 한다. 그리고 확률적으로 찾아진 경로가 에너지 측면에서 효율적인 경로가 되도록 RRT의 node에 기억된 에너지를 활용한다. 이렇게 개발된 로봇 동작 계획의 성능을 검증하기 위해 1) 판 형태의 변형 가능한 환경(1자유도)에서 동작 계획, 2) 면 형태의 변형 가능한 환경(고자유도)에서 동작계획을 테스트하며, 이는 자체 개발한 윈도우 기반 시뮬레이터와 실제 로봇 팔을 통해 이뤄진다.

□ 연구개발결과의 중요성
변형 가능한 환경에서 로봇 동작 계획은 비교적 근래에 등장한 로봇 기술로써, 학술적인 측면에서 가치가 매우 높다. 그리고 로봇을 활용한 지능형 생산 시스템은 유연체 핸들링과 같이 보다 진보된 기술을 요하므로, 제안하는 연구를 통해 이러한 고급 기술 확보가 가능하다. 더욱이 본 연구에서 제안하는 방법은 아래와 같이 다양한 실제 작업에 적용 가능한 원천기술로써 중요성이 부각된다. ▷ 종이봉투 접기: 주어진 시나리오에 따라 종이를 접는, 즉 형상을 변형시키는 작업으로 동작 계획 방법이 종이가 접히는 형상까지 고려하여 로봇 모션을 생성해야 함 ▷ PCB 기판에 커넥터 연결하기: 커넥터 부분은 충분히 강체라고 할 수 있으나, 이에 연결된 전선은 매우 유연한 변형체임. 따라서 로봇 팔의 말단부(end-effector)가 커넥터를 파지하더라도 전선 또한 올바른 위치로 가도록 해야 함 ▷ 외과 수술: 봉합과 같은 수술은 로봇 팔이 실을 다뤄야 하고, 더욱이 주변 환경인 인체는 변형 가능하므로 동작 계획은 이에 대응할 수 있어야 함

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 11
• 끝페이지 ... 11