초록 ▼

3. 개발결과 요약

최종목표
가변하는 제조환경을 가상환경에 반영하여 인공지능 학습 알고리즘 기반으로 3배이상 빠르게 실제 로봇의 작업을 생성할 수 있는 CPS 플랫폼 SW를 개발하고자 하며, 이를 위하여 다음과 같은 핵심 기술들을 개발한다.
◈ 제조용 로봇을 위한 CPS 플랫폼 개발
◈ 3차원 공간 정보 구축용 센서 시스템 및 SW
◈ 인공 지능 기반의 로봇 작업 생성 알고리즘
◈ 다중 로봇 언어의 효율적인 지원을 위한 컴파일러기술 개발

개발내용 및 결과
□ 기존 개발하였던

3. 개발결과 요약

최종목표
가변하는 제조환경을 가상환경에 반영하여 인공지능 학습 알고리즘 기반으로 3배이상 빠르게 실제 로봇의 작업을 생성할 수 있는 CPS 플랫폼 SW를 개발하고자 하며, 이를 위하여 다음과 같은 핵심 기술들을 개발한다.
◈ 제조용 로봇을 위한 CPS 플랫폼 개발
◈ 3차원 공간 정보 구축용 센서 시스템 및 SW
◈ 인공 지능 기반의 로봇 작업 생성 알고리즘
◈ 다중 로봇 언어의 효율적인 지원을 위한 컴파일러기술 개발

개발내용 및 결과
□ 기존 개발하였던 로봇 시뮬레이터 SW의 기반 기술들에 대한 고도화를 통하여 산업용 로봇과 제조 환경에 대한 모델링 및 시뮬레이션 수행을 위한 산업용 로봇을 위한 CPS 플랫폼 SW를 개발하였다. 이를 위하여 로봇 및 센서 시스템의 모델링 및 로봇 Task의 생성 기술과 그에 대한 시뮬레이션 기술들을 개발하였으며, 로봇 운용 및 제어를 위한 모니터링 기술과 다양한 외부 개발자들을 위한 API와 Plugin 개발 환경을 개발하고 검증하였다.
□ 변화하는 제조 환경에 대하여 빠른 3D 작업 환경 구축 및 모델링을 위하여 다중 센서들을 활용한 공간 정보 획득 시스템을 개발하고, 획득된 공간 정보들을 취합 및 정합하기 위한 알고리즘을 개발하였음.
□ 강화 학습의 최신 연구 결과인 Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient(TD3)와 메모리 이용 방식인 HER(Hindsight Experience Replay)을 이용하여 기존 방식보다 짧고 부드러운 로봇팔의 운전 경로를 설계하고, 계산 성능 향상을 위해서 멀티 GPU 환경에서 병렬 처리를 통한 학습 알고리즘 계산 방법도 제안함.
□ 다양한 산업용 로봇의 언어 특성을 분석하여, 효율적인 로봇언어 지원 및 컴파일러 개발을 위한 중간 표현 언어와 Front-end 및 Back-end 구조를 설계, 구현, 테스트하였으며, 이를 활용하여 실시간 로봇 언어 해석 및 시뮬레이션 방법을 제안하였음.

기술개발 배경
□ 미국, 독일 등의 주요 선진국에서 2000년 초부터 제조 산업의 경쟁력 강화를 위하여 제조 산업 환경의 디지털 전환 및 스마트제조 환경 구축에 대한 투자를 강화하고 있으며, 이에 국내에서도 제조업의 경쟁력 강화를 위한 디지털 트윈 기술에 대한 정부 및 기업의 투자가 확대되고 있음.
□ 이에 스마트 제조 환경 구축에 필수적인 산업용/협업 로봇에 대한 모델링 및 시뮬레이션, Task 생성 및 운용 기술 개발과 변화하는 제조 환경에 대한 빠른 대응을 위한 요소 기술들에 대한 개발이 필요함.

핵심개발 기술의 의의
□ 산업용/협업 로봇에 대한 모델링 및 시뮬레이션 플랫폼 개발을 통하여 산업용 로봇의 활용도를 증대하고, 이를 이용한 스마트 제조 공정 구축을 통한 제조 산업 경쟁력 강화를 기대함.
□ 공간 정보 획득을 위한 센서 시스템과 운용 SW를 개발하여 제조 공정의 공간 정보를 빠르게 획득하여 변화되는 제조 공정에 대한 대응력이 향상될 것으로 기대함.

적용 분야
□ 산업용/협업 로봇의 활용도가 높은 자동차, 조선, 반도체 산업군의 로봇 Task 계획 및 운용 업무 개선
□ 사람과 협업 로봇의 협업 공정 운용
□ 공장 운용 및 모니터링을 통한 통합 운용 시스템 개발

(출처 : 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 10
• 목차 ... 14
• 제 1 장 서론 ... 15
• 제 1 절 과제의 개요 ... 15
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 18
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 18
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 22
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 43
• 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 43
• 제 3 장 결과 ... 44
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 44
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 175
• (1) 주관 및 참여 기관별 업무 추진 체계 ... 175
• (2) 연차별 연구 개발 수행 로드맵 ... 175
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 177
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 178
• 제 4 장 사업화 계획 ... 179
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 179
• 제 2 절 사업화 계획 ... 181
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 182
• 끝페이지 ... 183