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ISEE - Intelligent Systems and Imotional Engineering Laboratory

충남대학교 메카트로닉스공학과

정슬 교수

Robot Manipulators

Personal Mobility Vehicles

Sliding Mode Control

ISEE - Intelligent Systems and Imotional Engineering Laboratory

메카트로닉스공학과 정슬

ISEE 연구실(지능시스템 및 감성공학 연구실)은 지능형 메카트로닉스 시스템의 설계, 제어, 그리고 응용에 대한 종합적 연구를 수행하는 국내 대표 연구실입니다. 본 연구실은 기계공학, 전기전자공학, 컴퓨터공학 등 다양한 공학적 배경을 바탕으로, 로봇 매니퓰레이터, 모바일 로봇, 드론, 헬스케어 로봇, 바이오 영감 로봇 등 다양한 로봇 시스템의 개발과 실험을 진행하고 있습니다. 특히, 신경망, 퍼지 로직, 강화학습 등 첨단 인공지능 알고리즘을 실제 로봇 제어에 적용하여, 복잡하고 불확실한 환경에서도 높은 성능을 발휘할 수 있는 지능형 시스템을 구현하는 데 주력하고 있습니다. 연구실의 주요 연구 분야는 로봇의 동역학 및 기구학 분석, 하드웨어 및 소프트웨어 통합 설계, 실시간 제어 알고리즘 개발 등입니다. 외란관측기(DOB), 시간지연제어기(TDC), 슬라이딩 모드 제어(SMC) 등 다양한 첨단 제어 이론을 실제 하드웨어에 적용하여, 균형제어, 힘 제어, 경로 추종, 협동 제어 등 다양한 응용 문제를 해결하고 있습니다. 또한, 실제 환경에서의 실험적 검증을 통해 이론의 실용성을 입증하고, 산업 현장에 적용 가능한 기술을 개발하고 있습니다. ISEE 연구실은 이동로봇과 드론의 융합, 자율주행, 센서 융합, 인간-로봇 상호작용 등 실생활과 밀접한 응용 분야에서도 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 예를 들어, 드론에 접이식 로봇팔을 장착하여 태양광 패널 청소, 위험지역 탐사, 재난 대응 등 다양한 임무를 수행할 수 있는 융합형 로봇 시스템을 개발하였으며, 이 과정에서 경량화, 진동 억제, 하이브리드 힘 제어 등 다양한 기술적 난제를 해결하였습니다. 또한, 인공지능 기반의 센서 융합을 통해 제한된 센서 환경에서도 높은 위치 추정 정확도와 주행 안정성을 확보하고 있습니다. 연구실은 산학협력 및 정부과제, 국제공동연구 등 다양한 프로젝트를 수행하며, 실제 산업체 및 공공기관과의 협력을 통해 연구성과의 실용화와 사회적 파급효과를 극대화하고 있습니다. 학생들은 이론적 연구뿐만 아니라 실제 하드웨어 구현, 실험, 소프트웨어 프로그래밍 등 다양한 실무 경험을 쌓을 수 있으며, 이를 바탕으로 국내외 유수의 학회 및 저널에 다수의 논문을 발표하고 있습니다. ISEE 연구실은 앞으로도 지능형 로봇 시스템의 핵심 기술 개발과 융합 응용을 통해, 미래 스마트 사회를 선도하는 연구실로 자리매김할 것입니다. 첨단 제어 이론과 인공지능 기술의 융합, 실제 하드웨어 구현 및 실험적 검증, 산업 현장과의 긴밀한 협력을 통해, 로봇공학 및 메카트로닉스 분야의 혁신을 이끌어 나가고 있습니다.

Robot Manipulators
Personal Mobility Vehicles
Sliding Mode Control
지능형 로봇 시스템의 제어 및 설계
ISEE 연구실은 지능형 로봇 시스템의 제어 및 설계 분야에서 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 로봇 매니퓰레이터, 모바일 로봇, 드론, 헬스케어 로봇, 바이오 영감을 받은 로봇 등 다양한 로봇 시스템을 개발하고, 이들의 동작을 정밀하게 제어하기 위한 이론적 및 실험적 연구를 진행합니다. 특히, 로봇의 동역학 및 기구학 분석을 바탕으로 하드웨어와 소프트웨어의 통합 설계를 통해 실제 환경에서 안정적이고 효율적으로 작동할 수 있는 로봇 시스템을 구현하고 있습니다. 연구실에서는 신경망, 퍼지 로직, 강화학습 등 다양한 인공지능 알고리즘을 로봇 제어에 적용하여, 기존의 선형 제어 방식으로는 한계가 있는 비선형 시스템이나 불확실성이 존재하는 환경에서도 높은 성능을 발휘할 수 있도록 하고 있습니다. 예를 들어, 외란관측기(DOB), 시간지연제어기(TDC), 슬라이딩 모드 제어(SMC) 등 첨단 제어 이론을 실제 로봇 시스템에 적용하여, 균형제어, 힘 제어, 경로 추종 등 다양한 응용 문제를 해결하고 있습니다. 이러한 연구는 단순히 이론적 모델링에 그치지 않고, 실제 하드웨어 구현과 실험을 통해 검증됩니다. 예를 들어, 한 바퀴 또는 두 바퀴 로봇의 균형제어, 드론의 비행 및 임무 수행, 서비스 로봇의 작업 공간 확장 등 다양한 실험적 연구를 통해 제어 이론의 실용성을 입증하고 있습니다. 이를 통해 지능형 로봇 시스템의 실질적 발전과 산업적 응용에 기여하고 있습니다.
지능형 이동로봇 및 드론의 융합과 응용
ISEE 연구실은 이동로봇과 드론의 융합 및 실용적 응용 분야에서도 활발한 연구를 수행하고 있습니다. 대표적으로, 이륜 변환 로봇, 균형제어가 가능한 서비스 로봇, 태양광 패널 청소용 드론 등 다양한 융합형 로봇 시스템을 개발하고 있습니다. 이러한 시스템은 복잡한 환경에서 자율적으로 임무를 수행할 수 있도록 설계되며, 센서 융합, 실시간 제어, 경로 계획, 힘 제어 등 다양한 기술이 통합적으로 적용됩니다. 특히, 드론과 모바일 로봇의 결합을 통한 새로운 형태의 로봇 플랫폼을 개발하여, 기존의 단일 기능 로봇이 수행할 수 없었던 복합적인 작업을 가능하게 하고 있습니다. 예를 들어, 드론에 접이식 로봇팔을 장착하여 태양광 패널의 청소, 유지보수, 위험지역 탐사 등 다양한 임무를 수행할 수 있도록 하였으며, 이 과정에서 로봇팔의 경량화, 진동 억제, 하이브리드 힘 제어 등 첨단 기술이 적용되었습니다. 이동로봇 분야에서는 자율주행, 장애물 회피, 인간-로봇 상호작용 등 실생활에 밀접한 문제를 해결하기 위한 연구가 이루어지고 있습니다. 예를 들어, 인공지능 기반의 센서 융합을 통해 제한된 센서 환경에서도 높은 위치 추정 정확도를 달성하고, 실내외 환경에서 안정적으로 주행할 수 있는 알고리즘을 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 스마트 모빌리티, 물류, 재난 대응, 헬스케어 등 다양한 산업 분야에 적용될 수 있으며, 실제 산업체 및 공공기관과의 협력 프로젝트를 통해 사회적 파급효과를 높이고 있습니다.
1
A Data-driven Control Scheme for Improving Tracking Control Performance of Robot Manipulators: Experimental Studies
S. Jung
INTERNATIONAL JOURNAL OF CONTROL AUTOMATION AND SYSTEMS, 2024
2
Cartesian Time-delayed Control to Improve Hybrid Force Control Performance of Robot Manipulators Under Uncertain Environment and Unknown Dynamics
S. Jung
INTERNATIONAL JOURNAL OF CONTROL AUTOMATION AND SYSTEMS, 2024
3
Sliding Mode Control for a Hybrid Force Control Scheme of a Robot Manipulator Under Uncertain Dynamics
S. Jung
INTERNATIONAL JOURNAL OF CONTROL AUTOMATION AND SYSTEMS, 2023
1
제13회 로봇융합페스티벌
대전관광공사(구: 대전마케팅공사)
2024년 07월 ~ 2024년 08월
2
(정부)첨단로봇산업전문인력양성
한국산업기술진흥원
2024년 03월 ~ 2025년 02월
3
제12회 로봇융합페스티벌
대전관광공사(구: 대전마케팅공사)
2023년 06월 ~ 2023년 10월