김종욱 연구실은 로봇 제어와 자동제어 시스템 분야에서 오랜 기간 축적된 연구 경험을 바탕으로, 다양한 로봇 플랫폼의 제어 알고리즘 개발에 주력하고 있습니다. 특히 휴머노이드 로봇, 서비스 로봇, 휠체어형 로봇 등 다양한 형태의 로봇에 적용 가능한 실시간 제어 시스템과 최적화된 모션 생성 방법론을 연구하고 있습니다. 이 과정에서 ROS(Robot Operating System)와 같은 오픈소스 프레임워크를 적극적으로 활용하여, 실제 환경에서의 자율주행, 장애물 회피, 인간-로봇 상호작용(HRI) 등 복합적인 제어 문제를 해결하고 있습니다. 연구실은 또한 센서 융합 기술을 통해 카메라, 라이다, 초음파 센서 등 다양한 센서 데이터를 통합하여 로봇의 인지 능력을 극대화하고, 이를 기반으로 한 객체 추적, 실내외 내비게이션, 사람 추종 등 고도화된 서비스 기능을 구현하고 있습니다. 이러한 기술은 스마트팩토리, 헬스케어, 물류 등 다양한 산업 현장에 적용되어 실제 문제 해결에 기여하고 있습니다. 더불어, 자동제어 분야에서는 PID, 퍼지 제어, 최적화 기반 제어기 설계 등 전통적인 제어 이론과 최신 인공지능 기법을 융합하여, 산업용 히터, 초음파 세척기, 전기기기 등 다양한 시스템의 성능 향상과 효율 극대화를 위한 연구도 활발히 진행 중입니다. 이러한 연구 성과는 다수의 특허와 산업체 협력 프로젝트를 통해 실질적인 기술 이전과 상용화로 이어지고 있습니다.

본 연구실은 인공지능 로봇의 윤리적 의사결정 시스템과 인간-로봇 상호작용(HRI) 분야에서 국내외적으로 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 로봇이 실제 사회에서 인간과 함께 생활하고 서비스를 제공할 때 발생할 수 있는 윤리적 딜레마, 프라이버시, 공정성, 공감 등 다양한 문제를 해결하기 위한 알고리즘과 시스템을 개발하고 있습니다. 특히, 소셜로봇과 돌봄로봇, 서비스로봇 등에 적용 가능한 인공윤리 에이전트(Artificial Moral Agent)와 도덕적 행위준거, 윤리 체크리스트 등 실질적인 평가 및 인증 체계를 구축하고 있습니다. 연구실은 윤리적 의사결정 모듈을 로봇에 탑재하여, 사용자의 명령이나 환경 변화에 따라 로봇이 자율적으로 윤리적 판단을 내릴 수 있도록 하는 기술을 개발하고 있습니다. 예를 들어, 돌봄로봇이 노인이나 약자의 사생활을 침해하지 않으면서도 안전하게 서비스를 제공할 수 있도록, 전문가 집단과의 협업을 통해 실제 현장에서 검증된 알고리즘을 구현하고 있습니다. 또한, 서비스 실패 상황에서 로봇이 공감과 복구 노력을 보여주는 직업윤리적 공감모듈 등, 인간과의 신뢰 형성에 중요한 역할을 하는 기능도 연구의 핵심입니다. 이와 더불어, 인공지능 챗봇, 감정 인식, 인지행동치료 기반 대화 에이전트 등 인간의 감정과 심리 상태를 이해하고 대응하는 기술도 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 교육, 헬스케어, 서비스 산업 등 다양한 분야에서 인간 중심의 안전하고 신뢰할 수 있는 로봇 시스템 구축에 기여하고 있습니다.

김종욱 연구실은 3차원 휴먼 포즈 추정과 보행 분석 기술 개발에 있어 국내외적으로 독보적인 연구 역량을 보유하고 있습니다. 단일 카메라, 센서 융합, 딥러닝 기반의 3D 포즈 추정 알고리즘을 활용하여, 인간의 관절 각도, 자세, 보행 패턴을 정밀하게 측정하고 분석하는 시스템을 개발하고 있습니다. 이러한 기술은 건강 모니터링, 재활훈련, 스마트 신발, 웨어러블 디바이스 등 다양한 응용 분야에 적용되고 있습니다. 특히, 휴머노이드 로봇 모델과 연계한 3D 보행 분석 시스템은 실제 인간의 움직임을 정밀하게 재현하고, 보행 속도, 걸음 길이, 관절 각도 등 다양한 지표를 실시간으로 추출할 수 있습니다. 이를 통해 노약자, 파킨슨병 환자 등 보행에 어려움을 겪는 사람들의 상태를 효과적으로 모니터링하고, 맞춤형 재활 및 운동 처방에 활용할 수 있습니다. 또한, 3D 프린팅 기술을 이용한 센서 개발과 스마트 신발, 로봇 손 등 새로운 형태의 인간-로봇 인터페이스 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 연구는 다수의 특허 출원과 산업체 협력, 정부 과제 수행을 통해 실제 제품화와 상용화로 이어지고 있으며, 국내외 학술대회와 저명 학술지에 꾸준히 연구 성과를 발표하고 있습니다. 미래에는 AI와 최적화 알고리즘을 결합한 더욱 정밀하고 지능적인 인간 동작 분석 및 헬스케어 솔루션 개발로 확장될 전망입니다.