이 논문은 교란 추정 기법을 이용한 기계적 시스템을 위한 센서리스 힘 제어 알고리즘을 제시한다. 일반적으로 시스템과 환경 사이의 접촉에서 발생하는 외력은 Force/Torque(F/T) 또는 관절 토크 센서를 통해 측정할 수 있으나, 이는 비용이 많이 들고 민감하다. 따라서 본 연구에서는 외력을 교란을 추정하는 데 잘 정립된 기법인 교란 관측기(Disturbance Observer, DOB)를 사용하여 추정하고, 추정된 힘을 외부 루프에서 통상적으로 사용되는 센서 기반 측정값을 대체하여 힘 제어를 위한 내부 피드백 루프에 활용한다. 단일 섭동 이론(singular perturbation theory)에 근거하여 전체 폐루프 시스템의 강건한 안정성을 논의하고, 힘 제어 및 추정 성능을 분석한다. 또한 인간-로봇 상호작용 상황에서 원치 않는 진동과 성능 저하를 방지하기 위해, 계단 응답(step response)에서 오버슈트를 피할 수 있는 조건을 제시한다. 제안된 방법의 유효성을 검증하기 위해 기계 시스템에 대한 시뮬레이션을 수행한다.

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