드론 시스템은 무인항공기(UAV)로서, 다양한 임무 수행을 위해 고도의 제어 기술과 센서 융합 기술이 요구됩니다. 본 연구실에서는 드론의 형상 설계부터 비행 제어 소프트웨어, 프로펠러 및 구동 모터, 통신 장비, GPS 안테나, 센서 등 항법 장치까지 드론의 핵심 구성요소를 체계적으로 연구합니다. 특히, 드론이 자율적으로 임무를 수행할 수 있도록 상황 인지 및 정보처리 기술을 접목하여, 안정적인 비행과 효율적인 임무 수행이 가능하도록 제어 시스템을 개발하고 있습니다. 드론의 주요 기술로는 통신, 항법, 제어, 센서 및 정보처리가 있으며, 이 중 통신과 항법 기술은 각종 센서로부터 들어오는 신호를 융합하여 드론의 위치 및 사물 인식에 활용됩니다. 이러한 기술은 군사용 드론의 전술훈련, 정찰, 통신 및 전투 임무뿐만 아니라, 상업용 드론의 교통, 운송, 사회기반시설 점검, 농업, 지도 제작 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다. 최근에는 개인정보 보호와 관련된 규제 정책이 정립되면서, 드론의 활용 범위가 더욱 확대되고 있습니다. 연구실에서는 드론의 비행 안정성과 임무 효율성을 극대화하기 위해, 최신 제어 이론과 인공지능 기반의 최적화 기법을 도입하고 있습니다. 이를 통해 드론이 복잡한 환경에서도 자율적으로 비행하고, 다양한 임무를 성공적으로 수행할 수 있도록 지원합니다. 또한, 드론 시스템의 신뢰성과 안전성을 높이기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 통합 연구도 활발히 진행 중입니다.

Automated Guided Vehicle(AGV)와 자율주행 로봇 시스템은 물류 자동화 및 산업 현장에서 핵심적인 역할을 담당하고 있습니다. 본 연구실에서는 AGV의 다양한 형태의 서비스 로봇 설계와 자율주행을 위한 알고리즘 개발에 집중하고 있습니다. AGV는 바닥에 표시된 선, 전파, 비전 카메라, 자석, 레이저 등 다양한 방식으로 경로를 탐색하며, 공장이나 창고 등에서 무거운 자재를 운반하는 데 주로 사용됩니다. AGV의 자율주행을 위해서는 경로 계획(Path Planning), 조향 제어(Steering Control), SLAM(동시 위치추정 및 지도작성), 비전 기반 상황 인지 등 첨단 기술이 필요합니다. 연구실에서는 차동 속도 제어, 조향 휠 제어 등 다양한 조향 방식과, 주파수 선택 모드, 경로 선택 모드, 자기 테이프 모드 등 경로 결정 방식을 연구하여, AGV의 기동성과 효율성을 극대화하고 있습니다. 또한, 센서 융합 및 인공지능 기반의 환경 인지 기술을 통해 AGV가 복잡한 산업 환경에서도 안전하고 정확하게 임무를 수행할 수 있도록 지원합니다. 이러한 연구는 물류 자동화뿐만 아니라, 스마트 팩토리, 무인 운송 시스템, 산업용 로봇 등 다양한 분야로 확장되고 있습니다. 연구실은 AGV의 하드웨어 설계와 소프트웨어 알고리즘 개발을 통합적으로 수행하며, 실제 산업 현장에 적용 가능한 실용적인 솔루션을 제공하는 데 주력하고 있습니다.

기계시스템의 정밀 제어는 현대 산업에서 매우 중요한 연구 분야입니다. 본 연구실에서는 비선형 강인제어 시스템 설계, 마찰 모델링 및 보상 제어, 유압 및 공압 시스템의 위치 및 유량 제어 등 다양한 기계시스템의 제어 문제를 다루고 있습니다. 특히, 마찰로 인한 시스템의 비선형성과 불확실성을 극복하기 위해, 신경망 기반의 마찰 모델링, 슬라이딩 모드 제어, 적응 제어 등 첨단 제어 이론을 적용하고 있습니다. 정밀 제어를 위해서는 시스템의 동특성을 정확히 파악하고, 외란 및 잡음에 강인한 제어기를 설계하는 것이 필수적입니다. 연구실에서는 실험적 데이터와 수치해석을 바탕으로, 실제 산업용 밸브, 유압 액추에이터, 공압 시스템 등 다양한 기계장치의 제어 성능을 향상시키는 연구를 수행하고 있습니다. 또한, 유량 센서 없이 압력차와 밸브 개폐 정도만으로 유량을 제어하는 혁신적인 제어 시스템도 개발하였습니다. 이러한 연구는 반도체, 자동차, 조선, 에너지 등 다양한 산업 분야에서 기계시스템의 신뢰성과 효율성을 높이는 데 기여하고 있습니다. 또한, 제어 이론의 발전과 함께 인공지능 및 최적화 알고리즘을 접목하여, 더욱 지능적이고 자율적인 기계시스템 제어 기술을 개발하고 있습니다.

본 연구실은 인공지능 알고리즘을 활용한 최적화 기법과 프로세스 모델 개발에도 주력하고 있습니다. 제조 공정, 연삭 공정, 유압 및 공압 시스템 등 다양한 산업 현장에서 발생하는 복잡한 문제를 해결하기 위해, 신경망, 유전자 알고리즘, 동적 프로그래밍 등 첨단 인공지능 기법을 적용하고 있습니다. 특히, 제조 공정의 효율성 극대화와 품질 향상을 위해, 공정 모델을 수립하고 이를 기반으로 최적의 운전 조건을 도출하는 연구를 진행하고 있습니다. 예를 들어, 연삭 공정에서는 거칠기 모델과 최적화 알고리즘을 결합하여, 생산 비용을 최소화하면서도 제품의 품질을 보장할 수 있는 공정 조건을 제시합니다. 또한, 밸브, 액추에이터 등 기계 부품의 성능을 극대화하기 위한 최적화 설계도 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 연구는 스마트 팩토리, 자동화 생산 시스템, 에너지 효율화 등 미래 산업의 핵심 기술로 자리 잡고 있습니다. 연구실은 실제 산업 현장과의 협력을 통해, 이론적 연구 결과를 실용적인 솔루션으로 전환하며, 산업계의 혁신을 선도하고 있습니다.