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임성수 연구실
경희대학교 임성수 교수
인간-로봇 협업
충돌안전성
생체역학적 통증한계
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연구 분야
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임성수 연구실

경희대학교 임성수 교수

임성수 연구실은 인간-로봇 협업 환경에서 충돌 안전성과 작업자 보호를 확보하기 위해 동역학·제어 기반 안전 기준을 도출하는 연구를 수행합니다. 접촉 상황별 통증 한계를 측정하여 힘과 압력의 생체역학적 제한을 정리하고, 이를 power and force limiting과 안전 평가에 연결합니다. 또한 시각 인지로 작업자의 위치·속도를 추정하고 Kalman filter를 적용해 예측을 유지한 뒤, 강화학습 및 GRU 기반 인간 이동 예측을 활용한 collision avoidance 경로를 설계합니다. 전도 안정성 평가와 함께 안전한 정지 감속 설계도 수행하며, jerk 최소화 및 Catmull-Rom 기반 MoveCR로 진동과 떨림을 억제하는 궤적 제어 기술을 개발합니다.

인간-로봇 협업충돌안전성생체역학적 통증한계경로계획강화학습 모션플래닝
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인간-로봇 협업 충돌 안전성 및 생체역학 기반 통증 한계 기준 연구 thumbnail
인간-로봇 협업 충돌 안전성 및 생체역학 기반 통증 한계 기준 연구
Human-Robot Collaborative Collision Safety and Biomechanical Pain Threshold Criteria
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

13총합

5개년 연도별 피인용 수

51총합
주요 논문
5
논문 전체보기
1
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인용수 0
·
2025
End-Effector Path Planning for Manipulators Using Catmull-Rom Spline in 3D Space
Kyung-Mo Lee, Sungsoo Rhim
IF 0.2 (2025)
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
이 논문에서는 로봇 팔의 말단 장치 경로 계획을 위해 Catmull-Rom 곡선을 기반으로 한 MoveCR 함수를 개발하였다. 이 함수는 CRI를 바탕으로 학습된 궤적의 문제점을 보완하기 위해 설계되었다. 강화 학습으로 생성된 궤적은 끝부분으로 갈수록 떨림 현상이 증가하여 로봇의 성능을 저하시킬 가능성이 있다. 이를 해결하기 위해 개발된 MoveCR을 활용하여, 떨림 현상이 발생하는 궤적 구간을 MoveCR 기반의 궤적으로 대체하는 데 성공했다. MoveCR 궤적은 떨림 현상이 없으며, 불연속점이 없는 매끄러운 경로를 제공한다. 따라서 강화 학습과 MoveCR을 결합하면 로봇 팔의 부드럽고 최적화된 안전 경로를 설계할 수 있다.
https://doi.org/10.3795/ksme-a.2025.49.3.213
Motion planning
Computer science
Path (computing)
Robot end effector
Artificial intelligence
Robot
2
article
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인용수 5
·
2024
Evaluation of force pain thresholds to ensure collision safety in worker-robot collaborative operations
D. Han, M. Y. Park, Junho Choi, Hochul Shin, Roland Behrens, Sungsoo Rhim
IF 3 (2024)
Frontiers in Robotics and AI
With the growing demand for robots in the industrial field, robot-related technologies with various functions have been introduced. One notable development is the implementation of robots that operate in collaboration with human workers to share tasks, without the need of any physical barriers such as safety fences. The realization of such collaborative operations in practice necessitates the assurance of safety if humans and robots collide. Thus, it is important to establish criteria for such collision scenarios to ensure robot safety and prevent injuries. Collision safety must be ensured in both pinching (quasi-static contact) and impact (transient contact) situations. To this end, we measured the force pain thresholds associated with impacts and evaluated the biomechanical limitations. This measurements were obtained through clinical trials involving physical collisions between human subjects and a device designed for generating impacts, and the force pain thresholds associated with transient collisions between humans and robots were analyzed. Specifically, the force pain threshold was measured at two different locations on the bodies of 37 adults aged 19-32 years, using two impactors with different shapes. The force pain threshold was compared with the results of other relevant studies. The results can help identify biomechanical limitations in a precise and reliable manner to ensure the safety of robots in collaborative applications.
https://doi.org/10.3389/frobt.2024.1374999
Computer science
Collision
Collision avoidance
Robot
Human–computer interaction
Human–robot interaction
Simulation
Artificial intelligence
Computer security
3
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인용수 0
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2023
Deep Reinforcement Learning Trajectory Planning for Vibration Suppression via Jerk Control
Sung Gwan Park, Sungsoo Rhim
Vibration suppression methods using passive control, active control, and input shaping have traditionally been used. Recently, vibration suppression studies using deep reinforcement learning (DRL) controllers have been conducted. Instead of directly approaching the low-level controller variables, this paper proposes a method to generate a trajectory that reduces jerk using the output of neural networks trained with reinforcement learning (RL) with an environment where the system is complex to analyze the model and direct force input to the oscillations generated is not possible. As a result, it is possible to have easier access to vibration control using DRL in a complex system.
http://dx.doi.org/10.1109/ur57808.2023.10202317
Reinforcement learning
Jerk
Control theory (sociology)
Trajectory
Vibration
Computer science
Controller (irrigation)
Artificial neural network
Vibration control
Control engineering
최신 정부 과제
20
과제 전체보기
1
2025년 6월-2025년 12월
|130,617,000
인간과 휴머노이드 로봇의 효율적 협업을 위한 인간-로봇 협업 프레임워크
비전-언어 모델을 활용한 역량 기반 작업 스케줄링, 목표 상태 생성, 생체역학적 충돌 모델, 안전 접촉 기반 강화학습 모션 계획을 통합하여, 휴머노이드 로봇의 인간-로봇 협업을 위한 종합 프레임워크를 구축하고 시뮬레이션 및 실환경에서 성능과 신뢰성을 검증
휴머노이드 로봇
인간-로봇 협업
안전
시각-언어-행동 모델
안전 강화학습
2
2025년 6월-2029년 3월
|1,731,995,000
실환경 기반 로봇 신뢰성 및 안전성 평가기술 개발
한국로봇산업진흥원]ㅇ 실증평가 시스템 14종 구축ㅇ 절차서 및 시나리오 기반 로봇 유스케이스 운용 평가 및 인증 가이드북 개발[세종대학교_산학협력단]ㅇ 로봇 안전성 및 신뢰성 실증 평가 시스템 개발ㅇ 실증 평가 방법 국가표준 제안 및 제정 ㅇ 실증 평가 절차서 및 실증 평가 시나리오 개발[경희대학교_산학협력단]ㅇ 충돌/접촉 안전성 실증 평가 기술 개발ㅇ 충...
서비스로봇
신뢰성 평가
사이버보안
AI 평가 기술
실환경 기반 테스트
3
2025년 3월-2025년 12월
|1,145,459,000
모바일 매니퓰레이터-휴먼협업 실시간 위험인지 및 통제시스템 개발
스마트 공장 내 작업자와 다수의 장비로봇이 안전하게 협업하기 위한 엣지 브레인 프레임워크 기반 지능형 안전 솔루션 개발 및 활용성 검증
인간-로봇 협동 작업
안전 작업 시스템
모바일 매니퓰레이터
위험 감지 및 회피
워크셀 안전 실증
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2021준정적 접촉으로 유발되는 통증 임계치 측정장치 및 측정방법1020210083260
등록2019로봇-인간 동적 충돌 안정성 평가 시험장치1020190077293
등록2019웨어러블 로봇에 의한 피부 손상 방지장치1020190026549
전체 특허

준정적 접촉으로 유발되는 통증 임계치 측정장치 및 측정방법

상태
등록
출원연도
2021
출원번호
1020210083260

로봇-인간 동적 충돌 안정성 평가 시험장치

상태
등록
출원연도
2019
출원번호
1020190077293

웨어러블 로봇에 의한 피부 손상 방지장치

상태
등록
출원연도
2019
출원번호
1020190026549

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