제어이론과 인공지능의 융합은 MSC Lab의 핵심 연구 주제 중 하나로, 전통적인 제어이론의 엄밀한 수학적 기반과 인공지능의 학습 능력을 결합하여 복잡한 시스템의 제어 성능을 극대화하는 것을 목표로 합니다. 기존의 제어이론은 시스템의 동적 특성을 정확히 모델링하고 예측하는 데 강점이 있으나, 실제 환경에서는 다양한 불확실성과 예측 불가능한 상황이 빈번하게 발생합니다. 이에 따라 인공지능, 특히 딥러닝 및 강화학습 기법을 접목함으로써, 기존 제어이론의 한계를 극복하고 더욱 유연하고 적응적인 제어 시스템을 구현할 수 있습니다. MSC Lab에서는 자율주행 차량, 지능형 로봇, 무인 항공기(UAV) 등 다양한 지능형 모빌리티 시스템에 제어이론과 인공지능을 융합한 알고리즘을 적용하고 있습니다. 예를 들어, 강화학습 기반의 제어 정책을 설계하여 복잡한 환경에서의 자율주행 및 장애물 회피, 경로 최적화 문제를 효과적으로 해결하고 있습니다. 또한, 센서 융합 및 상태 추정 알고리즘과 결합하여 실제 환경에서의 신뢰성 높은 제어 성능을 확보하고 있습니다. 이러한 연구는 미래의 지능형 모빌리티 시스템이 보다 안전하고 효율적으로 동작할 수 있도록 하는 데 중요한 역할을 합니다. 제어이론과 인공지능의 융합을 통해, 예측 불가능한 상황에서도 신속하게 적응하고, 다양한 환경 변화에 능동적으로 대응할 수 있는 차세대 제어 시스템의 개발이 가능해집니다. 이는 자율주행, 스마트 팩토리, 지능형 로봇 등 다양한 산업 분야에서 혁신적인 변화를 이끌 것으로 기대됩니다.

최적화 기반 제어 및 상태 추정은 MSC Lab에서 중점적으로 연구하는 분야로, 복잡한 동적 시스템의 성능을 극대화하고 안정성을 보장하기 위한 핵심 기술입니다. 최적화 기반 제어는 시스템의 목적 함수와 제약 조건을 수학적으로 정의하고, 이를 만족하는 최적의 제어 입력을 산출하는 방법론입니다. 이를 통해 자율주행 차량, 무인 이동체, 지능형 로봇 등 다양한 응용 분야에서 효율적이고 안전한 시스템 운용이 가능합니다. 상태 추정 분야에서는 다양한 센서 데이터를 융합하여 시스템의 현재 상태를 정확하게 추정하는 알고리즘을 개발하고 있습니다. 특히, 비선형 옵저버 설계, 센서 퓨전, 강화학습 기반의 추정 기법 등을 활용하여, 실제 환경에서 발생할 수 있는 노이즈와 불확실성에 강인한 상태 추정이 이루어지도록 연구하고 있습니다. 최근에는 LMI(선형 행렬 부등식) 기반의 신경망 옵저버, 최적화 기반의 센서 헬스 모니터링 등 첨단 기법을 적용하여 연구의 깊이를 더하고 있습니다. 이러한 최적화 기반 제어 및 상태 추정 기술은 자율주행 차량의 안전성 향상, 농업용 자율기계의 정밀 제어, 스마트 모빌리티 시스템의 신뢰성 확보 등 다양한 실제 문제에 적용되고 있습니다. MSC Lab은 이 분야에서의 연구 성과를 바탕으로 국내외 학술지 및 특허 출원 등 활발한 연구 활동을 이어가고 있으며, 미래 지능형 시스템의 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다.

MSC Lab은 강화학습을 활용하여 지능형 모빌리티 시스템의 자율성과 적응성을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 강화학습은 에이전트가 환경과의 상호작용을 통해 최적의 행동 정책을 학습하는 기계학습의 한 분야로, 복잡하고 동적인 환경에서의 의사결정 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다. 본 연구실에서는 강화학습을 기반으로 한 자율주행 차량의 경로 계획, 장애물 회피, 주행 상태 분류 등 다양한 응용 분야에 적용하고 있습니다. 특히, 오프로드 자율주행, 농기계 자율주행, 스마트 이스쿠터 및 자전거 등 실제 환경에서의 실증 연구를 통해 강화학습 기반 알고리즘의 실효성을 검증하고 있습니다. 센서 데이터와 시뮬레이션 환경을 결합하여, 다양한 주행 조건과 돌발 상황에서도 안정적으로 동작할 수 있는 강화학습 정책을 개발하고 있습니다. 또한, 강화학습과 전통적인 제어이론의 융합을 통해, 학습 기반 제어의 안정성과 신뢰성을 높이는 연구도 병행하고 있습니다. 이러한 연구는 미래의 지능형 모빌리티 시스템이 더욱 안전하고 효율적으로 운용될 수 있도록 하는 데 중요한 기여를 하고 있습니다. 강화학습 기반의 제어 및 추정 기술은 자율주행, 스마트 팩토리, 로봇 시스템 등 다양한 산업 분야에서 혁신적인 응용 가능성을 보여주고 있으며, MSC Lab은 이 분야의 선도적 연구를 지속적으로 추진하고 있습니다.