로봇 기구학 모델링과 최적화 기반 제어

Kinematics Modeling and Optimization-Based Control for Robotic Systems

연구 내용

로봇 매니퓰레이터와 병렬 로봇 모듈의 운동학을 기하학 기반으로 모델링하고, 가반영역 및 구동 한계를 포함한 수치 해석을 통해 제어 파라미터를 설계하는 연구

로봇의 정확한 운동학 해석을 위해 선기하 기반 MDH 파라미터 추출, 지오메트리 블록 분해, 그리고 행렬 지수 기반 순전운동학을 결합한 모델링을 수행합니다. 또한 매니퓰러빌리티 척도의 그라디언트와 헤시안을 계산하는 수치 알고리즘을 통해 최적화 기반 설계 가능성을 높입니다. 병렬로봇 모듈에서는 문자열 엔코더를 활용한 기구학 해석으로 자세 추정과 제어기 설계를 지원합니다. 이러한 접근은 복잡한 링크 구조를 갖는 로봇에서 좌표계 일관성과 제어 안정성을 확보하는 데 차별성을 보입니다.

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6건

연구 흐름

초기 연구는 로봇 매니퓰레이터의 수정 Denavit–Hartenberg 파라미터를 기하학 관계로 체계화하여 모델 기반 운동학을 안정적으로 생성하는 방향에 집중되었습니다. 이후 2025년에는 매니퓰러빌리티 척도에서 그라디언트·헤시안의 해석적 계산을 통해 최적화 절차를 강화하는 연구로 확장되었습니다. 동시에 2025년에는 문자열 엔코더를 이용한 PAM 기반 3-UPS 병렬 로봇 모듈의 운동학 모델을 구축하여 구동 신호 기반 자세 추정으로 연결하였습니다. 최근에는 휴머노이드 핸드 소형 구동 모듈과 제어기 개발, 로봇 활용 파지·고속 고정밀 조립 기술을 통해 모델링 결과를 실제 제어 성능으로 전환하는 흐름을 보이고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

선기하 기반 로봇 운동학 파라미터 추출
병렬 로봇 자세 추정 모델링
매니퓰러빌리티 기반 로봇 설계 최적화
휴머노이드 핸드 고정밀 제어기 설계
복잡 링크 구조의 좌표계 보정
기구학-제어 결합형 시뮬레이션 플랫폼
구동모듈 성능 검증 알고리즘
로봇 조립용 파지 핸들링 제어
가반영역 기반 안전한 작업공간 생성
센서 기반 좌표 동기화 및 캘리브레이션