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[ICROS 2022] 우수신진연구자 세션첫날 이이수, 이승제, 이찬, 김상현, 이대영, 한경원, 손동훈, 황민호 발표
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승인 2022.06.23  01:30:45
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22일 오후에는 그랜드볼룸 1홀에서 우수신진연구자세션1, 2 행사가 열렸다.

이날 우수신진연구자세션에는 한국과학기술연구원 AI로봇연구소 이이수 선임, 서울과기대 기계시스템디자인공학과 이승제 교수, 영남대 로봇공학과 이찬 교수, 한국기계연구원 인공지능기계연구실 김상현 연구원, 한국과학기술원 항공우주공학과 이대영 교수, 서울대 기계공학부 한경원 교수, 부산대 기계공학부 손동훈 교수, 대구경북과학기술원 로봇및기계전자공학과 황민호 교수 등 총 8명이 각자의 연구 결과들을 소개했다.

▲한국과학기술연구원 AI로봇연구소 이이수 선임연구원이 신진연구자 세션에서 강연을 하고 있다.
▲한국과학기술연구원 AI로봇연구소 이이수 선임연구원이 차기 제어로봇시스템학회장인 부산대 최재원 교수로부터 신진연구자 상을 받고 기념촬영을 하고 있다.

한국과학기술연구원 AI로봇연구소 지능로봇연구단 이이수 선임연구원은 ‘QP최적화 기반 다관절로봇 작업공간 제어 기술’을 주제로 발표했다. 이 선임연구원은 다관절 로봇은 높은 자유도를 가져 다양한 동작과 작업 수행이 가능한 장점이 있으나 이를 잘 제어하기 위해서는 무수히 많은 제어 솔루션과 여러 제약조건들을 고려해야 한다며 이런 문제를 해결하기 위한 방법으로 QP 최적화 기반 제어 기술이 있으며 이는 부등식 형태의 제약조건들을 고려할 수 있으므로 역행렬 연산 기반의 전통적인 역동역학 제어 방법의 한계점을 극복할 수 있다고 설명했다. 이 연구원은 특히, 휴머노이드 로봇과 같이 관절 수가 매우 많고, 지면과 같이 환경과 접촉을 해야하는 형태의 최신의 로봇들에 QP 최적화 기반 제어 기술은 필수적인 방법이라며 QP최적화가 로봇 팔과 휴머노이드 로봇 등에서 어떻게 활용되는지 소개했다.

▲서울과기대 기계시스템디자인공학과 이승제 교수가 신진연구자 세션에서 강연하고 있다.
▲서울과기대 기계시스템디자인공학과 이승제 교수가 차기 제어로봇시스템학회장인 부산대 최재원 교수로부터 신진연구자 상을 받고 기념촬영을 하고 있다.

서울과학기술대학교 기계시스템디자인공학과 이승제 교수는 ‘공중화물운송을 위한 모듈형 완전구동 멀티로터 무인항공기 시스템 개발’을 주제로 발표했다. 이 교수는 기존 멀티로터 플랫폼은 하드웨어, 배터리 및 제어알고리즘의 한계들로 인해 탑재중량, 비행시간 및 화물수송 안정성 문제 등이 발생하며, 이로 인해 본격적인 산업 활용에 어려움이 있다며, 특히 부족구동이라 불리우는 현상으로 인해 멀티로터는 비행중 지속적인 자세운동이 발생하며, 이로 인해 유체 화물 등의 운송에 있어 불리함이 존재한다고 설명했다. 이날 발표에서 이 교수는 [모듈형 홀로노믹 무인 비행이동체]로 명명된 새로운 공중 화물 운송시스템을 소개했다. [모듈형 홀로노믹 무인 비행이동체]는 공중에서 임무목적에 따라 결합 및 분리가 가능한 모듈형 비행체로, 할당된 화물의 종류에 따라 여러 비행모듈이 결합하여 유연한 이륙중량과 탑재공간의 제공이 가능하다. 이 교수는 개발과정에서 취득된 하드웨어 및 제어이론의 혁신사항들을 차례로 소개하고 향후 공중화물운송 연구의 비전을 제시했다.

▲영남대학교 로봇공학과 이찬 교수가 신진연구자 세션에서 강연하고 있다.
▲▲영남대학교 로봇공학과 이찬 교수가 차기 제어로봇시스템학회장인 부산대 최재원 교수로부터 신진연구자 상을 받고 기념촬영을 하고 있다.

영남대학교 로봇공학과 이찬 교수는 ‘역동적인 사족보행로봇의 구현을 위한 구동기술’을 주제로 발표했다. 이 교수는 SLIP(Spring Loaded Inverted Pendulum) 모델로 알려진 질량-스프링 시스템 거동은 사람의 달리기/이동을 단순화하는 강력한 분석 도구로 알려져 있다. 로봇분야에서의 SLIP 모델은 단순한 분석 도구를 넘어 인간 및 동물과 같은 운동을 구현하기 위한 템플릿으로 활용되고 있다고 소개하며, 사족보행로봇의 다관절 로봇다리가 가지는 동역학은 SLIP 모델 템플릿의 작업 공간에 투영될 때 복잡한 동작을 나타내므로 로봇의 기계적 설계에서 제어 및 분석에 이르기까지 다양한 고려 사항이 필요하다고 설명했다. 이 교수는 이때 필요한 기술은 지면과의 상호 작용 시 정확한 질량-스프링 거동이 나타나도록 구현하고 로봇의 작업 공간에서 강인한 위치 제어성능을 구현하는 것이라고 소개하면서 지면과 같은 환경과의 상호작용에 적합한 액츄에이터 시스템인 SEA(Series Elastic Actuator)로 구동되는 로봇 다리를 개발하고 제어하는 방법에 대해 소개했다.

▲한국기계연구원 인공지능기계연구실 김상현 선임연구원이 신진연구자 세션에서 강연하고 있다.
▲한국기계연구원 인공지능기계연구실 김상현 선임연구원이 차기 제어로봇시스템학회장인 부산대 최재원 교수로부터 신진연구자 상을 받고 기념촬영을 하고 있다.

한국기계연구원 인공지능기계연구실 김상현 선임연구원은 ‘다양한 무게/크기의 물체 운반 작업을 위한 로봇/로봇 및 사람/로봇 협업 기술’을 주제로 발표했다. 김 선임연구원은 협업 이송을 위한 제어는 모바일 메니퓰레이터가 수행할 수 있는 대표적인 작업 스킬로 스마트 공장이나 재난 상황등에서 다양한 무게/크기의 물체를 자율적으로 운반할 수 있다는 점에서 최근 각광받고 있다고 설명하면서. 2대의 모바일 메니퓰레이터를 이용하여 유연한 협업 이송 작업을 수행할 수 있는 전신 제어기 및 사람과 로봇의 협업 운송의 효율을 높이기 위한 AR 디스플레이와 결합한 프레임워크 등을 소개했다.

▲한국과학기술원 항공우주공학과 이대영 교수가 신진연구자 세션에서 강연하고 있다.
▲한국과학기술원 항공우주공학과 이대영 교수가 차기 제어로봇시스템학회장인 부산대 최재원 교수로부터 신진연구자 상을 받고 기념촬영을 하고 있다.

한국과학기술원 항공우주공학과 이대영 교수는 ‘종이접기 응용 가변형 로봇 메커니즘 설계’를 주제로 발표했다. 이 교수는 접는 행위를 통하여 물체의 형상을 변화시키는 단순하면서도 독특한 방법은 일상생활이나 취미활동 뿐만 아니라 예술, 교육, 수학 등 다양한 분야에서 주목을 받아왔다면서, 더 나아가 초소형 로봇에서 우주 구조물에 이르기까지 다양한 첨단 기술 분야로 그 활용 범위를 점차 넓혀가고 있다고 설명했다. 특히 직물이나 박막 형태의 유연하고 부드러운 재료에 단단한 판 조각을 붙여 종이접기 구조를 구현하는 방식은 경첩과 같은 기계요소를 사용하는 전통적인 설계 방식에 비하여 제작이 쉬워 그 잠재력이 높으나, 내하중의 한계로 인하여 그 적용 범위가 크게 제한되어 왔다고 설명했다. 이 교수는 종이접기 구조가 고하중을 지지할 수 있도록 하는 설계/제조 방법을 제안했다. 바퀴는 1톤 이상의 하중을 견딜 수 있으며, 지름을 450mm에서 800mm까지 변화시킬 수 있다. 이 기술은 실내 서비스 로봇, 배달 로봇, 우주 탐사 로버 등 예측 불가능한 환경에서 높은 기동성을 가져야하는 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다고 말했다.

▲서울대학교 기계공학부 한경원 교수가 신진연구자 세션에서 강연하고 있다.
▲서울대학교 기계공학부 한경원 교수가 차기 제어로봇시스템학회장인 부산대 최재원 교수로부터 신진연구자 상을 받고 기념촬영을 하고 있다.

서울대학교 기계공학부 한경원 교수는 ‘의료분야에 적용 가능한 소프트 액츄에이터, 메커니즘, 센서’를 주제로 발표했다. 이날 발표에서 한 교수는 의료로봇, 의료기기에 필요한 부드럽고 에너지 효율적인 액츄에이터, 생체모방적인 메커니즘과 센서에 대해 소개하면서 응용 예로 원격조종 의료수술시 의사가 촉감을 느끼게 해주며 자기공명영상장치(MRI) 근처에서 사용 가능한 햅틱기구, 쉽게 변형되는 물체를 집을 수 있는 그리퍼, 심장의 성장을 유도하는 이식 기기, 심장 보조 장치 등을 소개했다.

▲부산대학교 기계공학부 손동훈 교수가 신진연구자 세션에서 강연하고 있다.
▲부산대학교 기계공학부 손동훈 교수가 차기 제어로봇시스템학회장인 부산대 최재원 교수로부터 신진연구자 상을 받고 기념촬영을 하고 있다.

부산대학교 기계공학부 손동훈 교수는 ‘무선 소형 의료 로봇’을 주제로 발표했다. 이날 발표에서 손 교수는 무선으로 구동되는 소형 의료 로봇을 설명하면서 원거리 자력 구동은 기존의 전통적인 링키지 기반의 로봇 구동에 비해 무선으로 직접적으로 힘과 토크를 부여할 수 있는 장점이 있어서 최소 침습의 대체적인 방안으로 급부상되고 있다고 설명했다. 손 교수는 이러한 원격 구동을 활용해서 두 가지 소형 의료 로봇 어플리케이션, 1) 자력으로 구동되는 캡슐 내시경과 2) 체내에서 내비게이션 할 수 있는 자력으로 구동되는 마이크로 로봇에 적용된 사례를 중점적으로 소개했다. 그러면서 이러한 적용 과정에서 로봇 시스템의 설계, 보정, 위치 추적 및 제어 등의 구체적인 방안이 기존의 방식과는 다르게 어떻게 적용되는지 설명했다.

▲대구경북과학기술원 로봇및기계전자공학과 황민호가 교수신진연구자 세션에서 강연하고 있다.
▲대구경북과학기술원 로봇및기계전자공학과 황민호 교수가 차기 제어로봇시스템학회장인 부산대 최재원 교수로부터 신진연구자 상을 받고 기념촬영을 하고 있다.

대구경북과학기술원 로봇및기계전자공학과 황민호 교수는 ‘Flexible Surgical Robots, AI-assisted Surgery’를 주제로 발표했다. 황 교수는 유연한 수술로봇 시스템과 수술로봇 자동화에 대해 소개했다. 현재는 다빈치 등 수술시 곧은 형태의 수술도구를 주로 사용하고 있지만 굴곡지고 좁은 목구멍 안에 넣는데는 한계가 있어 유연한 내시경 도구들이 성장 잠재력이 크다고 설명했다. 이러한 문제를 극복하기 위해 PETH(Portable Endoscope Tool Handler)를 개발했는데 기존 대비 효율은 2배 이상 증가하고, 위험율은 낮아졌다고 평가했다. 황교수는 또한 유연한 수술 팔(Surgical Arm) 개발 사례도 소개하면서 입속으로 넣어야 해 직경 4mm 이하로 만들었지만 특별한 기어형상과 모조링크를 사용한 메커니즘을 개발해 간이나 위, 소장 , 대장 등을 들러 올릴 수 있을 만큼 큰 힘을 낼수 있는 것이 특징이라고 말했다. 황 교수는 수술로봇 자동화 관련해서는 완전 자동화까지는 시간이 더 많이 필요할 것 같다며 자동화에 대한 도전들로 부정확성, 대상 인지의 어려움, 낮은 성공률 등을 예로 들었다.

발표뒤에는 제어로봇시스템학회 차기 회장인 부산대 최재원 교수가 발표자들에게 우수신진연구자상을 수여했다.

조규남 전문기자  ceo@irobotnews.com
이 기사에 대한 댓글 이야기 (1)
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고경철
상세한 연구발표내용을 알기쉽게 요약한 매우 유용한 기사입니다 이 논문 발표영상을 구할 수 있을까요
(2022-06-23 13:54:15)
이 기사에 대한 댓글 이야기 (1)
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