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강보영 연구실
경북대학교 스마트모빌리티공학과 강보영 교수
Reinforcement learning
Cooperative robots
Computer vision
연구 영역
기본 정보
논문·특허
과제
구성원

강보영 연구실

경북대학교 스마트모빌리티공학과 강보영 교수

강보영 연구실은 스마트모빌리티공학과를 기반으로 로봇 지능을 위한 인공지능 알고리즘과 계산 모델링을 연구합니다. 강화학습 기반 협동·상호작용 로봇 제어, 카메라 기반 인지와 동작 학습, 역기구학 및 동작 모방을 포괄하는 연구를 수행합니다. 동시에 무감독 신경망을 활용한 경두개 전기자극(tTIS) 최적화와 같은 계산 신경과학 주제를 연계하여, 최적화와 학습 절차의 성능을 확보하는 기술을 개발합니다.

Reinforcement learningCooperative robotsComputer visionDeep learningUnsupervised neural networks
대표 연구 분야
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강화학습 기반 협동·상호작용 로봇 제어 및 학습 연구 thumbnail
강화학습 기반 협동·상호작용 로봇 제어 및 학습 연구
Reinforcement Learning for Cooperative and Interactive Robot Control and Learning
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
논문 전체보기
1
Article
|
인용수 0
·
2024
Motion Imitation Robot based on Artificial Neural Network with Minimization of Restrictions on Degrees of Freedom
Jeong‐Hun Kang, Seongjin Park, Ye-Won Kim, Bo‐Yeong Kang
IF 1.2 (2024)
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
로봇이 인간의 동작을 모방하기 위해서는 각 인간 관절이 로봇에 대응(mapping)되어야 한다. NAO 로봇의 매핑 과정에서는 인간의 팔(자유도 6)과 로봇의 팔(자유도 4) 사이에 자유도 불일치(degrees-of-freedom mismatch) 문제가 존재한다. 인간 관절 각도에서 로봇 관절 각도를 수집하는 과정에서 6자유도에 해당하는 일부 정보가 누락되며, 그 결과 로봇의 동작이 부정확하거나 오류를 발생시켜 추가적인 계산이 필요해진다. 본 논문에서는 인공 신경망을 사용하여 정보를 누락하지 않으면서 자유도 제약을 최소화함으로써 인간의 움직임을 모방하는 로봇 기술을 제안한다. 제안한 접근의 타당성을 검증하기 위해, 인간의 오른팔 및 상체 동작의 919개 동작 프레임 각각에 대해 수동으로 측정한 정답 데이터셋과 역기구학(inverse kinematics) 정답 데이터셋을 생성하였다. 로봇의 모방 성능은 수동 측정 및 역기구학 정답 데이터셋을 사용하여 10-fold 검증을 수행한 결과, 오른팔 모방에서 3.245와 4.24, 상체 모방에서 5.10과 4.82로 안정적으로 나타났다. 또한 로봇 예측 동작 신호 그래프의 경향이 정답 동작 신호 그래프와 유사함에 따라, 제안 접근은 꾸준한 모방 성능을 보였다.
https://doi.org/10.5391/ijfis.2024.24.3.242
Imitation
Minification
Artificial neural network
Artificial intelligence
Degrees of freedom (physics and chemistry)
Motion (physics)
Computer science
Robot
Computer vision
Psychology
2
Article
|
·
인용수 18
·
2023
Deep reinforcement learning for cooperative robots based on adaptive sentiment feedback
Haein Jeon, Dae‐Won Kim, Dae‐Won Kim, Bo‐Yeong Kang
IF 7.5 (2023)
Expert Systems with Applications
https://doi.org/10.1016/j.eswa.2023.121198
Reinforcement learning
Computer science
Artificial intelligence
Robot
Error-driven learning
Reinforcement
Machine learning
Psychology
3
Article
|
인용수 18
·
2023
Agricultural Robot-Centered Recognition of Early-Developmental Pest Stage Based on Deep Learning: A Case Study on Fall Armyworm (Spodoptera frugiperda)
Hammed Obasekore, Mohamed Fanni, Sabah M. Ahmed, Victor Parque, Bo‐Yeong Kang
IF 3.4 (2023)
Sensors
시중에서 구할 수 있는 스테레오 카메라 센서 데이터로 곤충 해충(유충)의 초기 발달 단계를 딥러닝을 통해 정확히 탐지하는 것은 농민들에게 여러 이점을 제공한다. 예컨대 간단한 로봇 구성부터 기민하지는 않지만 더 치명적인 이 단계의 조기 무력화까지 가능하다. 머신 비전 기술은 살포 장비를 이용한 대량 살포에서 정밀한 용량 제어로, 나아가 감염된 작물에 직접 문지르는 방식에 이르기까지 발전해 왔다. 그러나 이러한 해결책들은 주로 성충 해충과 감염 이후의 단계에 초점을 맞추고 있다. 본 연구는 로봇에 장착한 전방 지향(red-green-blue, RGB) 스테레오 카메라를 사용하여 딥러닝으로 해충 유충을 식별하는 방법을 제안하였다. 카메라는 여덟 가지 ImageNet 사전 학습 모델에 대해 실험한 딥러닝 알고리즘에 데이터를 제공한다. 곤충 분류기와 검출기의 조합은 각각 자체 제작 해충 유충 데이터셋에서 주변(peripheral) 및 중심(foveal) 시선(line-of-sight) 비전을 모사한다. 이를 통해 로봇의 원활한 동작과, 망원 시야(farsighted) 구간에서 최초로 포착된 해충의 위치 정밀도 사이에서 트레이드오프를 구현할 수 있다. 결과적으로 근시야(nearsighted) 부분에서는 보다 빠른 region-based convolutional neural network 기반 해충 검출기를 활용하여 정확한 위치를 파악한다. CoppeliaSim과 MATLAB/SIMULINK에서 딥러닝 툴박스를 사용하여 적용된 로봇 동역학을 시뮬레이션한 결과, 제안된 시스템의 우수한 실현 가능성이 입증되었다. 우리의 딥러닝 분류기와 검출기는 각각 99%와 0.84의 정확도 및 평균 정밀도(mean average precision)를 나타냈다.
https://doi.org/10.3390/s23063147
Artificial intelligence
Deep learning
Robot
Convolutional neural network
Computer vision
Computer science
Detector
Machine learning
최신 정부 과제
23
과제 전체보기
1
주관|
2023년 3월-2027년 12월
|604,000,000
국토교통 DNA플러스 안전분야 융합기술대학원
□ 1단계 융합대학원 사업추진계획 ○ 안전분야 정책수요 적합형 교육프로그램 개발 ○ 참여기관 및 협력기관 대상 인력양성 수요조사 ○ 공동 R&D프로그램 발굴[구축] ○ 산관학연 협력 네트워크 구축[구축] ○ 연구 성과관리 매뉴얼 구축 ○ 연구성과 DB구축[구축] ○ 해외우수학술지 연구논문 투고 및 국내외 학술대회 참석[구축] ○ 지역거점 대학 진학 장려 홍보활동[구축] ○ 학사 및 커리어 추적관리 DB구축[구축] ○ 창업컨설팅, 창업관련 특강, 지차체 관련 프로그램 활용[구축] ○ 실용중시 현장교육을 위한 산업체 인턴제 구축 ○ 협업프로그램 구축 및 진행 □ 1단계 연구개발 추진내용 ○ [주관] - 위험상황별 엣지단말간 데이터 흐름 설계: - 필요 생체정보 정의 및 수집 방법론 설계 - 생체정보 기반 위험 인지를 위한 의사결정 기준 설정 ○ [공동1] - 엣지단말 설계안 검토 및 보완: - 엣지단말별 AI 학습모델 탑재 및 업데이트 방법론 설계: - 메타데이터 생성 및 저장 기술 개발 - AI 협업을 위한 데이터 공유기술 및 모델(S/W) 설계 - 엣지단말-플랫폼 연계 인터페이스 구현 ○ [공동2] - 유도 전기 공급 시스템 설계 - AI 탐지 모델 개발(예, 화재/추락방지) - 개방형 AI 모델 생성을 위한 API 설계
인력양성
안전공학
데이터/네트워크/인공지능
융합기술
안전관리체계
2
주관|
2020년 8월-2027년 8월
|444,835,500
지능기계 미래인재 교육연구단
본 과제는 지능기계 분야 고급 연구인력을 양성하기 위한 교육·연구 프로그램 구축 연구임. 연구 목표는 지능기계 융복합 연구역량과 글로벌 소양을 기반으로 지역산업과 연계된 미래가치 선도형 T자형 지능기계 전문 인력 양성에 있음. 핵심 연구 내용은 KNU-Specialized education and Top class Advanced program 운영, 지역 산학연과의 유기적 교류 및 융복합 연구 활동 지원, SWOT 분석과 해외저명대학 벤치마킹으로 조직체계·교육역량·연구역량의 총 12개 세부 목표 수립 및 달성방안 연계 설정에 있음. 기대 효과는 로봇/에너지/의료/AI 등 지능기계 산업 핵심 연구인력 양성, 지능형로봇·미래형자동차·의료기기 분야 미래핵심기술 지적재산 및 전문 인력 확보, 대구경북 메카트로닉스 기반 IT융복합 기술개발 제고 및 국내 선도산업 성장 기여에 있음.
기계
지능기계
지능형 로봇
메카트로닉스
미래형자동차
의료기계
융복합 기계기술
국제화 연구인력양성
지역특화 산학협력
3
주관|
2020년 8월-2027년 8월
|445,584,000
지능기계 미래인재 교육연구단
본 과제는 지능기계 융복합 연구역량을 갖춘 고급 연구인력 양성을 위한 교육·연구 프로그램 구축 연구임. 연구 목표는 글로벌 소양을 바탕으로 지역산업과 연계된 트렌드세터(Trend Setter)로서 세계최고 수준의 T자형 지능기계 전문 인력 양성에 있음. 연구 내용은 KNU-Specialized education and Top class Advanced program 운영, 지역 산학연과 유기적 교류 및 융복합 연구 활동 지원, SWOT 분석과 해외저명대학 벤치마킹으로 조직체계·교육역량·연구역량 분야 총 12개 세부 목표를 실행하는 달성 방안 설정임. 기대 효과는 로봇/에너지/의료/AI 등 지능기계 산업 핵심 연구인력 양성, 지능형로봇·미래형자동차·의료기기 분야 미래핵심기술 지적재산 확보와 지역 전략산업 기술개발 제고 및 국내 선도산업 성장 기여임.
기계
지능기계
지능형 로봇
메카트로닉스
미래형자동차
의료기계
융복합 기계기술
국제화 연구인력양성
지역특화 산학협력
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2020Q-학습 기반의 협력로봇 제어 시스템1020200148732
소멸2013경로 탐색 방법 및 그 장치1020130128886
취하2006리소스로부터 지식을 도출하기 위한 범용 어노테이션시스템1020060095574-
전체 특허

Q-학습 기반의 협력로봇 제어 시스템

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200148732

경로 탐색 방법 및 그 장치

상태
소멸
출원연도
2013
출원번호
1020130128886

리소스로부터 지식을 도출하기 위한 범용 어노테이션시스템

상태
취하
출원연도
2006
출원번호
1020060095574