제19회 한국로봇종합학술대회(KRoC 2024)는 ‘신진연구자 세션’을 통해 젊은 로봇 과학자들이 현재 진행 중인 연구 주제, 연구 성과, 향후 연구계획을 발표할 수 있는 기회를 제공하고 있다.

이 세션은 다음 세대를 이끌어갈 신진 과학자들과의 만남을 통해 최신 기술 트렌드를 공유하여 청중들에게 독창적인 경험을 제공하길 기대하고 있으며, 또한 로봇 과학자들과의 소통을 통해 연구 네트워크를 구축하고, 공동연구를 진행할 수 있도록 기회를 제공하는데 목적이 있다.

신진연구자란 박사 학위 취득 후 7년 이내 또는 만 39세 이하의 연구자를 의미한다. 22일 오전에는 1차로 5명의 신진연구자 발표가 있었다. 주요 발표 내용을 간추려 소개한다.

▲한수진 KAIST 조교수가 제19회 한국로봇종합학술대회 신진연구자 세션에서 발표하고 있다.

◇한수진(KAIST 조교수) '자율 제어, 확률론적 시스템, 네트워크의 의사 결정, 사이버 물리적 시스템, 로보틱스'

2023년 가을학기에 전기 및 전자공학부로 임용된 한수진 교수는 확률론적 시스템을 위한 자율 제어(Autonomous Control for Stochastic Systems :ACSS) 연구실을 이끌면서 인공지능을 이용하는 자율 제어 연구, 확률론적 시스템, 네트워크를 위한 의사 결정, 사이버 물리 시스템 및 로보틱스 연구들을 진행하고 있다고 소개했다.

▲안혜민 울산과학기술원 조교수가 제19회 한국로봇종합학술대회 신진연구자 세션에서 발표하고 있다.

◇안혜민(울산과학기술원 조교수) '조건적 로봇 행동 생성을 위한 학습 방법론 연구'

현대 인공지능 기술이 발전하며 지능형 로봇 기술도 함께 급속한 성장을 이루어내고 있다. 그러나 인간과 공존할 수 있는 지능형 로봇을 개발하는 것은 오늘날까지 큰 과제로 남아있다. 인간과 공존 가능한 지능형 로봇 개발을 어렵게 하는 요인들에는 여러 가지가 있는데, 그중 하나는 로봇이 인간으로부터 전달받는 정보의 다양성 및 복잡성이다.

이날 발표에서 안 교수는 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 사람으로부터 입력받을 수 있는 다양한 모달리티의 조건 정보(이미지, 언어 등)를 활용하여 적절한 로봇 행동을 만들어 내는 학습 방법론들을 소개했다. 언어 문장을 조건으로 받아 적절한 모션을 생성하는 연구 결과, 사람의 과거 모션을 조건으로 받아 향후 모션을 예측하는 연구 결과, 사람의 애매모호한 언어 명령과 주변 환경을 관측한 이미지들을 조건으로 받아 적절한 로봇 모션을 계획하는 연구 결과를 소개했다.

▲현재상 연세대 조교수가 제19회 한국로봇종합학술대회 신진연구자 세션에서 발표하고 있다.

◇현재상(연세대 조교수) '고해상도 정밀 3차원 센싱 기술'

이미지를 기반으로 한 3차원 형상 측정 기술은 지난 10년간 상당히 발전하였으며, 3차원 카메라의 상업적 성공으로 인해 대중적인 관심을 받고 있다. 다양한 비접촉식 3차원 측정 기술 중에서 디지털 프린지 프로젝션(Digital Fringe Projection:DFP)을 활용한 측정 기술은 다른 광학 측정방식에 비해 대면적 고속 측정이 가능해 로봇 및 생산 제조 분야에서 많이 사용되고 있다.

이날 발표에서 현 교수는 DFP 기술을 활용한 다양한 응용 분야와 정밀 측정 알고리즘에 대해 소개했다. 현 교수는 구조광을 기반으로 한 3차원 표면 측정에 관한 연구를 하고 있다면서, 주로 구조광 패턴 최적화, 초고해상도 3차원 모델링, 3차원 카메라 소형화에 대한 주제로 연구를 진행하고 있으며, 의료, 로봇 등 다양한 분야에서 프로젝트를 진행하고 있다고 발표했다.

또한 최근 가상현실 및 증강현실에 대한 수요 증가로 구조광을 활용하여 아이 트랙킹(eye tracking)에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다고 소개했다.

▲변정환 한국과학기술연구원 선임연구원이 제19회 한국로봇종합학술대회 신진연구자 세션에서 발표하고 있다.

◇변정환(한국과학기술연구원 선임연구원) '전자 표피 기반의 새로운 로봇 기능 구현'

인간과 로봇 사이의 가장 큰 격차 중 하나는 피부다. 얇고(표피의 경우 ~0.1mm, 전체의 경우 ~1.5mm) 넓은 면적(~2m2)의 피부로 "포장"된 인간은 쉽고 능숙한 방식으로 주변 환경을 감지하고 상호 작용할 수 있지만 로봇은 그렇지 않다. 피부 기능의 부족과 디자인의 유연성 부족으로 인해 로봇 디자인에 대한 고정관념이 굳어지는 경우가 많다.

이날 강연에서 변 선임연구원은 KIST 소프트융합소재연구센터에서 연구하고 있는 인간의 피부처럼 부드럽고 신축성이 있으며, 단일체 형태로 부드러운 로봇 프레임에 부착 또는 통합될 수 있어 물리적 경계가 없고 전자적 기능을 제공할 수 있는 인공 표피 클래스를 제시했다. 변 선임연구원은 이 전자 표피가 어떻게 전례 없는 로봇 기능을 설계하는 우리의 능력을 변화시킬 수 있는지, 그리고 이러한 기능을 어떻게 활용하여 여러 분야의 연구 분야를 넘나드는 로봇 공학의 새로운 시대로 들어갈 수 있는지 보여주었다.

이외에도 변 선임연구원은 기름띠 제거, 에너지 하베스트 등의 문제를 해결하기 위한 플랫폼으로 물속에서 헤엄치듯 운용이 가능한 스위밍 카페트(Swimming Carpet)도 소개해 눈길을 끌었다.

▲이웅용 한국과기대 조교수가 제19회 한국로봇종합학술대회 신진연구자 세션에서 발표하고 있다.

◇이웅용(한국기술교육대학교 조교수) '로봇 매니퓰레이터의 운동지능 구현을 위한 유압 구동 시스템 제어'

4차 산업혁명의 1차적 목표인 ‘복잡한 물리적 노동의 자동화’라는 맥락에서 인간과 로봇의 협업 및 로봇과 환경 간의 상호작용이 점점 더 중요해지고 있다. 이를 달성하기 위해 인공지능을 이용한 인지지능이 무엇보다 중요하지만, 로봇의 동적인 움직임을 구현하는 운동지능이 없이는 최종 목표에 도달하기 어렵다.

현재 주로 사용되는 전기모터 기반의 로봇 매니퓰레이터는 무게 대비 토크 비율이 낮고 유효관성이 크기 때문에 사람과 같은 동적인 작업을 구현하기가 쉽지 않다. 이를 극복하기 위해 에너지 저장이 가능하고 사람 정도의 가속이 가능한 로봇 매니퓰레이터를 생각해 볼 수 있을 것이다. 유압 구동 시스템은, 원격 에너지 전달 방식을 사용하기 때문에 무게 대비 토크 비율이 높고, 밸브로 제어되기 때문에 탄성 에너지에 의한 가속이 가능하다.

이날 발표에서 이 교수는 유압 구동 시스템을 활용한 로봇 매니퓰레이터 제어 기술을 소개했다. 이 교수는 유압 구동 시스템 제어 연구 관련해 펌프/밸브로 구동되는 유압 구동 시스템 모델링 방법 연구, 상호 작용 제어를 위한 강인 제어 알고리즘 연구를 소개했다. 또 협동 로봇 제어 관련해서는 협동 로봇용 스마트 구동기의 마찰 보상 방법 연구, 직관적인 협동로봇 교시를 위한 원격제어 방법 연구 등을 소개했다.