운영자와 협동 로봇 간의 접촉 상태를 효과적으로 감지하기 위해서는 외력 검출 성능이 우수한 센서가 필요하다. 협동 로봇에서 두 가지 주요 외력 센서 방식인 기존의 힘/토크 센서와 관절 토크 센서는 한계가 있다. 즉, 말단 이펙터에서 가해지는 힘만을 감지할 수 있으며, 이로 인해 전체 구조의 강성이 낮아져 제어 성능에 영향을 미친다. 모터 제어에 사용되는 전류 센서를 활용하는 센서리스 충돌 감지 방법의 경우, 외력에 대한 성능 추정은 센서 잡음과 동적 모델의 정확도에 민감하며, 충돌 감지에 활용 가능한 수준에서만 그 영향을 제한적으로 받는다. 본 논문에서는 로봇의 링크로 자주 사용되는 원통형 구조의 3축 스트레인 게이지 기반 센서를 제안한다. 로봇 링크에 센서를 통합함으로써 강성을 저해하지 않고 외력을 정밀하게 측정할 수 있으며, 모터 마찰과 같은 관절 교란과도 분리된다(디커플링). 센서 보정은 정적 하중 평가 장비를 사용하여 수행하였고, 충돌 감지의 신뢰성은 이론/구조 해석 결과를 비교하여 확인하였다. 무게 시험 및 센서 특성 평가를 통해 성능과 출력 안정성이 검증되었다.

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