SIRLab
전산전자공학부 이원형
SIRLab(사회적 상호작용 로봇 연구실)은 인간과 로봇의 자연스러운 상호작용을 실현하기 위한 첨단 로봇 기술과 인공지능, 가상현실(VR) 응용 시스템을 연구하는 융합 연구실입니다. 본 연구실은 사회적 상호작용이 가능한 소셜 로봇, 작업 기반 로봇 시스템, 그리고 다양한 사용자 맞춤형 서비스 로봇 개발에 중점을 두고 있습니다.
연구실의 주요 연구 분야는 소셜 로봇의 감정 인식 및 표현, 사용자 경험(UX) 개선, 공감 로봇 개발 등 인간 중심의 상호작용 기술입니다. 이를 위해 음성, 표정, 제스처 등 멀티모달 입력을 활용하여 로봇이 사용자의 감정과 의도를 정확히 파악하고, 상황에 맞는 반응을 제공할 수 있도록 다양한 알고리즘과 인터페이스를 개발하고 있습니다. 또한, 대화형 인공지능(LLM)과 감정 인식 기술을 접목하여, 노인, 아동, 장애인 등 다양한 계층의 사용자를 위한 맞춤형 서비스 제공 방안을 탐구합니다.
작업 기반 로봇 시스템 분야에서는 다중 로봇팔 협업, 원격 조종, 스마트팜 자동화 등 실제 환경에서의 실용적인 로봇 기술 개발에 집중하고 있습니다. 방울토마토 수확, 산업 현장 자동화, 비대면 서비스 등 다양한 응용 사례를 통해 로봇의 효율성과 정밀도를 높이고, 인간과 로봇의 안전한 협업 환경을 조성하는 연구를 수행하고 있습니다.
가상현실(VR) 및 인공지능(AI) 기반 응용 시스템 개발도 연구실의 중요한 축입니다. ADHD 아동을 위한 VR 훈련 프로그램, VR Karaoke, 가상훈련 콘텐츠용 제스처 제어 UI/UX 개발 등 실제 사용자의 요구에 맞춘 맞춤형 VR 콘텐츠와 인터페이스를 연구하며, 인공지능 기반의 감정 인식, 추천 알고리즘, 대화형 로봇 시스템 등 다양한 AI 기술을 접목하여 새로운 가치를 창출하고 있습니다.
SIRLab은 이러한 융합 연구를 통해 인간 중심의 로봇 기술 발전과 사회적 포용성 증진, 그리고 미래 스마트 사회 실현에 기여하고자 합니다. 다양한 국내외 학술대회 및 논문, 특허, 산학협력 프로젝트를 통해 연구 성과를 지속적으로 확산하고 있으며, 차세대 로봇 및 인공지능 분야의 혁신을 선도하고 있습니다.
Robotic Facial Expressions
Interactive Robotic Head
Machine Learning Algorithms
사회적 상호작용 기반 소셜 로봇 및 사용자 경험 연구
SIRLab에서는 인간과 로봇 간의 자연스러운 상호작용을 실현하기 위해 소셜 로봇의 사회적 상호작용 및 사용자 경험(UX)에 대한 심층적인 연구를 수행하고 있습니다. 연구실은 로봇이 사람과 효과적으로 소통하고, 감정과 의도를 이해하며, 상황에 맞는 반응을 보일 수 있도록 다양한 알고리즘과 인터페이스를 개발합니다. 이를 위해 음성, 표정, 제스처 등 다양한 멀티모달 입력을 활용하여 로봇이 인간의 감정 상태와 요구를 정확히 파악할 수 있도록 하고 있습니다.
특히, 공감 로봇 개발, 면접 보조 로봇, 도슨트 로봇, 어르신을 위한 의료정보제공 소셜로봇 등 다양한 응용 분야에서 실제 사용자와의 상호작용 실험을 통해 로봇의 사회적 신뢰도와 친밀감, 그리고 사용자 맞춤형 서비스 제공 방안을 탐구합니다. 대화형 인공지능(LLM)과 감정 인식 기술을 접목하여, 사용자의 감정 변화에 따라 로봇의 반응을 조정하는 연구도 활발히 이루어지고 있습니다.
이러한 연구는 노인, 아동, 장애인 등 다양한 계층의 사용자를 대상으로 맞춤형 서비스를 제공할 수 있는 소셜 로봇의 실현을 목표로 하며, 궁극적으로는 인간 중심의 로봇 기술 발전과 사회적 포용성 증진에 기여하고 있습니다.
작업 기반 로봇 시스템 및 다중 로봇팔 협업 기술
SIRLab은 실제 환경에서 다양한 작업을 수행할 수 있는 작업 기반(Task-based) 로봇 시스템 개발에 주력하고 있습니다. 다중 로봇팔을 활용한 방울토마토 수확, 산업 현장의 자동화, 원격 조종 및 협업 등 다양한 응용 분야에서 로봇의 효율성과 정밀도를 높이기 위한 연구가 진행되고 있습니다. 이를 위해 로봇팔의 동작 계획, 실시간 데이터 통신, 마커 인식, 음성명령 기반 제어 등 첨단 제어 기술을 개발하고 있습니다.
연구실은 로봇팔의 협업을 통해 복잡한 작업을 분담하고, 인간 작업자와의 안전한 협업 환경을 조성하는 데 중점을 두고 있습니다. 예를 들어, 사용자의 의도를 실시간으로 파악하여 로봇팔이 적절히 반응하거나, 여러 대의 로봇팔이 동시에 협력하여 효율적으로 작업을 수행할 수 있도록 하는 알고리즘을 개발합니다. 또한, 스마트팜, 제조업, 서비스 로봇 등 다양한 산업 분야에 적용 가능한 솔루션을 제시하고 있습니다.
이러한 연구는 로봇의 실용성과 적용 범위를 넓히는 데 기여하며, 미래의 스마트 팩토리, 농업 자동화, 비대면 서비스 등 다양한 분야에서 혁신적인 변화를 이끌고 있습니다.
VR 및 인공지능 기반 응용 시스템 개발
SIRLab에서는 가상현실(VR)과 인공지능(AI) 기술을 융합한 다양한 응용 시스템 개발에도 집중하고 있습니다. ADHD 아동을 위한 VR 훈련 프로그램, VR Karaoke, 가상훈련 콘텐츠용 제스처 제어 UI/UX 개발 등 실제 사용자의 요구에 맞춘 맞춤형 VR 콘텐츠와 인터페이스를 연구합니다. 특히, 사용자 정의 제스처 인식, 3D 아바타 개발, 실시간 피드백 제공 등 몰입감 높은 인터랙티브 환경을 구현하는 데 주력하고 있습니다.
이와 함께, 인공지능 기반의 감정 인식, 추천 알고리즘, 대화형 로봇 시스템 등 다양한 AI 기술을 접목하여 사용자의 행동과 감정 상태를 실시간으로 분석하고, 이에 맞는 맞춤형 서비스를 제공합니다. 예를 들어, 아동을 위한 놀이 추천 알고리즘, 성경추천로봇, 스마트팜 내 드론 원격 조종 시스템 등 다양한 분야에서 AI와 로봇 기술의 융합을 실현하고 있습니다.
이러한 연구는 교육, 헬스케어, 엔터테인먼트 등 다양한 산업 분야에서 새로운 가치를 창출하며, 인간의 삶의 질 향상과 사회적 약자를 위한 기술적 지원에 기여하고 있습니다.
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Sustainable and Inflatable Aeroponics Smart Farm System for Water Efficiency and High-Value Crop Production
Lee Wonhyong, Choi Gyuseung, Kim Byungjoo, Kim Hyunjin, Kim Junhui, Kim Minho, Park Haeyoung, Seo Chungmo
APPLIED SCIENCES-BASEL, 2024
2
Development and Analysis of an Origami-Based Elastomeric Actuator and Soft Gripper Control with Machine Learning and EMG Sensors
Lee Wonhyong, Kim Yong Sin, Park Chung Hyuk, Shu Liqi, Wang Meixin
SENSORS, 2024
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Robotic Uses in Pediatric Care: A Comprehensive Review
Lewis Tryphena T., Kim Hyunji, Darcy-Mahoney Ashley, Waldron Mia, Lee Won Hyong, Park Chung Hyuk
JOURNAL OF PEDIATRIC NURSING-NURSING CARE OF CHILDREN & FAMILIES, 2021