본 기술은 하지 외골격 로봇의 IMU 센서 데이터를 n개 채널의 이미지로 전처리하고, 이를 CNN 기반 피쳐 네트워크를 통해 보행 상태를 분석함과 동시에, 중간 컨볼루션 블록의 특징값을 헤드 네트워크로 전달하여 지형 환경(오르막/내리막/평지)을 동시 예측하는 인공지능 기반 분석 시스템입니다.
종래 기술은 보행 상태 판단과 지형 인식 알고리즘을 각각 분리하여 학습시켜야 하므로 시간 소모가 크고 비효율적이며, 대규모 데이터 샘플 확보의 어려움으로 인해 통합적 분석에 한계가 있습니다.
본 기술은 IMU 측정값을 2차원 채널 이미지로 변환 및 적층하여 입력 데이터를 구성하고, 공통 피쳐 네트워크(컨볼루션 블록)를 기반으로 다중 출력 구조를 설계하여 보행 상태 분석과 지형 환경 분류를 단일 모델 내에서 병렬적으로 수행합니다. 재활 훈련과 보행 보조, 의료·복지 서비스에 적용될 수 있어 보행 상태와 지형 인식을 하나의 모델로 통합해 분석 정확도를 높입니다.
본 발명은 과학기술정보통신부과학기술정보통신부의 하지외골격로봇의 개인화된 보행지원과 평가가 가능한 인공지능/빅데이터 기반 통합 보행제어 솔루션 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 구동축의 회전력을 링크장치와 크랭크-커넥팅로드 구조로 변환하여, 어깨의 굴곡/신전 및 내전/외전 동작을 구현하는 링크 기반의 재활 운동 보조 장치입니다.
기존 재활 장치는 특정 동작만 구현 가능하거나 견갑면 기준의 움직임을 고려하지 않아 자연스러운 어깨 재활이 어렵고, 다수의 구동부 사용으로 설정이 복잡합니다.
본 기술은 단일 모터 구동력을 4절 링크 및 크랭크-커넥팅로드 장치로 전달하여, 어깨 견갑면을 중심으로 한 굴곡/신전 및 내전/외전 운동이 선택적으로 구현되도록 구성합니다. 재활 훈련과 보행 보조, 의료·복지 서비스에 적용될 수 있어 상기 숄더 측면을 기초로 상기 숄더의 굽힘/템플 및 회음/회음 재활 운동을 선택적으로 실시하고, 임상 환경에서 숄더 재활 전에 필요한 것으로 알려진 상기 숄더 블레이드의입니다.
본 기술은 부상자나 이송대상을 지면으로부터 리프트하기 위한 패들형 말단 장치 기술입니다. 패들 부재 말단에 장착된 탄성 요소가 대상체와의 접촉에 의해 물리적으로 변형되고, 이 변형이 스위치 요소를 온/오프시켜 삽입 상태를 감지하며, 힌지 연결된 브라켓을 통해 컴플라이언스(Compliance) 기능을 구현하여 대상체와의 충돌을 방지합니다.
기존 로봇의 말단 장치는 두께가 두꺼워 부상자와 지면 사이의 삽입이 어렵거나, 삽입 과정에서 부상자와의 접촉으로 인한 2차 상해 위험이 존재하며, 케이블 노출에 의한 내구성 문제 및 로봇 단독 구조 작업의 신뢰성 부족 문제가 있습니다.
본 기술은 얇은 두께의 패들 부재 끝단에 대상체와의 외력으로 변형되는 탄성 요소와 스위치로 구성된 삽입 감지 부재를 배치하고, 패들 부재와 로봇 몸체를 힌지형 브라켓으로 연결하여 사잇각 변화를 유도함으로써 대상체 접촉 시 충격을 완화하는 컴플라이언스 구조를 적용합니다. 물류 피킹과 서비스 로봇, 제조 자동화에 적용될 수 있어 따라서 손상을 방지하고 페달 부재의 안전한 삽입을 보장함으로써 대피 작업의 안전성 및 효과를 향상시킵니다.
본 발명은 산업통상자원부의 구난로봇용 말단장치 핵심기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 다자유도 로봇 매니퓰레이터의 말단에 장착되는 그리퍼 모듈로, 에어 척, RCC, 힘-토크 센서, 레이저 센서를 통합하여 부품과 검사용 지그 사이의 접촉력을 기반으로 한 실시간 임피던스 제어 메커니즘을 수행합니다.
기존 제조용 로봇의 단순 위치 제어 방식으로는 검사 부품과 검사구 사이의 미세한 끼임이나 정렬 오차 발생 시 대응이 어려워 작업자의 숙련도에 의존하거나 불량 판별 정확도가 떨어지는 문제점이 있습니다.
본 기술은 부품 이동 경로를 실시간 산출하는 위치 기반 임피던스 제어 알고리즘을 적용하고, 힘-토크 센서와 레이저 센서 피드백을 통해 RCC를 제어하여 부품의 정밀 삽입 및 위치·방향 보정을 수행하는 시스템을 구성합니다. 물류 이송과 서비스 로봇, 자율주행 플랫폼에 적용될 수 있어 테스트용 지그에 부품을 삽입하는 정확성 및 작업 속도를 향상시키고, 수동 방법에 비해 손상을 줄이고 작업 속도를 개선합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 AI기반 안티 드론 능동 관제 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 오프라인 강화 학습 모델을 사용하여 비정형 물체의 파지 자세를 도출합니다. 로봇 작업 환경 내 수집된 오프라인 데이터에서 작업 영역을 추출하고, 오프라인 유효 데이터에 존재하지 않는 행동 중 Q-값이 높은 행동에 패널티를 부여하여 오프라인 데이터의 분포를 벗어난 과도한 Q-값 예측을 방지하고 파지 성공률을 최적화합니다.
실시간 온라인 강화 학습 방식은 데이터 수집 과정에서 로봇 손상 위험이 높고, 많은 시간과 비용이 소요되며 실제 현장 적용 시 환경적 제약으로 인해 구현이 어려운 문제가 있습니다.
본 기술은 오프라인 강화 학습 기반 모델을 적용하여 실시간 상호작용 없이 학습을 수행합니다. 픽셀별 Q-값을 추론하고, 기존 데이터셋(오프라인 유효 데이터)에 포함되지 않은 행동 중 Q-값이 최대인 경우 해당 행동에 패널티를 부여함으로써, 모델이 학습 데이터 분포를 벗어난 잘못된 최적 행동을 선택하는 것을 방지하고 6 자유도 파지 자세를 정밀하게 도출합니다. 물류 피킹과 서비스 로봇, 제조 자동화에 적용될 수 있어 데이터 수집 중 로봇 손상 없이 파지 성공률을 최적화합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 인공지능융합혁신인재양성 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 입력 장치를 통해 획득한 공간 정보를 포인트 클라우드 데이터로 변환하고, 심층 강화 학습 모델을 적용하여 각 포인트별 Q-값(성공률)과 회전 벡터를 추론합니다. 추론된 값을 바탕으로 그람-슈미트 단위직교화를 수행하여 6 자유도 파지 자세를 결정하는 제어 알고리즘입니다.
종래의 지도 학습 기반 파지 기술은 정교한 역학 모델이 필요하여 CAD 데이터가 없는 미지 물체 파지에 제한적이며, 다수 물체 존재 시 객체 가림 현상으로 인해 파지 성공률이 저하됩니다.
본 기술은 심층 강화 학습 모델을 이용해 레이블 생성 없이 포인트 클라우드에서 직접 파지 위치와 각도를 추론합니다. 학습 실패 시 역강화 학습을 통해 보상 함수 모델을 보정하고, 그람-슈미트 직교화 기법으로 6 자유도 파지 자세를 최적 계산합니다. 물류 피킹과 서비스 로봇, 제조 자동화에 적용될 수 있어 CAD 데이터 없이도 미지 물체의 파지 성공률을 크게 높입니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 인공지능융합혁신인재양성 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 시뮬레이션 환경 내 수집된 마이크로 로봇의 탑뷰/사이드뷰 영상에 대하여 이진화(Thresholding) 및 노이즈 제거를 수행하고, 관심 영역(ROI) 설정 후 엣지 검출 및 라인 검출(Line Detection) 알고리즘을 적용하여 마이크로 로봇의 3차원 위치와 각도를 계산하는 영상 처리 방법입니다.
마이크로 로봇의 소형화로 인한 체내 이동 효율 저하 및 실제 인체 적용 시 제어 난이도 증가, 사전 테스트 및 시뮬레이션을 위한 마이크로 로봇의 정밀한 상태 인식 기술 부재입니다.
본 기술은 카메라 영상을 활용하여 마이크로 로봇의 초기 위치를 식별하고, ROI 설정 및 길이 기반 노이즈 필터링을 수행한 뒤, 엣지 검출과 라인 검출을 통해 선분의 기울기와 길이를 추출하여 마이크로 로봇의 회전각(Yaw, Roll, Pitch) 및 위치를 최종 도출하는 영상 처리 단계 수행합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 시뮬레이션 환경에서 상기 마이크로 로봇의 상기 위치 및 각도를 명확하게 인식하기 위한 방법을 제공함으로써 의료 치료 마이크로 로봇의 제어를 개선합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 심근경색 중 만성완전폐색병변 치료용 마이크로의료로봇 시스템 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 유공압 챔버를 구비하여 팽창 및 수축이 가능한 유연성 파지부에 정전기 인력을 활용하는 전기부착필름을 결합하여, 물체와의 정지 마찰력을 높이고 다양한 형상의 비정형 물체를 견고하게 파지하는 소프트 로봇 그리퍼 메커니즘입니다.
기존 모터 구동 방식의 로봇 손은 딱딱한 재질로 인해 다양한 모양과 재질의 비정형 물체를 파지하는 데 한계가 있으며, 유공압 기반의 소프트 로봇 그리퍼는 유연성 재질의 특성상 파지력이 다소 약한 문제점 등의 문제가 발생했습니다.
본 기술은 유연성 재질의 파지부 접촉영역에 제1 전극을 포함하는 전기부착필름을 배치하여 정전 부착력을 생성하고, 파지부 본체보다 신장률이 낮고 강성이 높은 박막으로 전극을 감싸 보호함으로써 유연성을 유지하면서도 파지력을 국부적으로 강화합니다. 물류 피킹과 서비스 로봇, 제조 자동화에 적용될 수 있어 전통적인 공압 그리퍼에 비해 그리퍼의 클램핑력 및 내구성을 향상시킵니다.
본 발명은 산업통상자원부의 비정형 다물체 피킹이 가능한 형상적응형 전기접착식 그리퍼 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 탄성 재질(고무 또는 폴리프로필렌)로 이루어진 로드 형상의 링크부에 환형의 힌지홈이 가공된 관절부를 형성하여, 별도의 조인트 결합 없이 재질의 탄성 변형을 통해 6자유도 위치 및 자세 제어가 가능한 매니퓰레이터 링크 구조 기술입니다.
기존 매니퓰레이터의 링크부가 다수의 조인트(병진, 유니버셜, 스페리컬) 결합으로 구성되어 각 관절에서 발생하는 마찰력과 진동으로 인해 위치 오차가 발생하며, 구조적 복잡성으로 인해 정밀한 소형화가 어려운 문제가 있었습니다.
본 기술은 링크부 자체를 고무나 폴리프로필렌과 같은 탄성 재질로 성형하고, 특정 위치에 반원형 단면의 힌지홈을 파내어 굴곡과 비틀림을 유도함으로써 물리적 마찰 요소를 제거하고 초정밀·초소형 구조를 구현합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 마찰력 및 구조적 제한을 감소시킴으로써 조작기의 이동의 정밀도 및 제어를 향상시킵니다.
본 기술은 바디 전방의 한 쌍의 전방 휠과 후방의 단일 후방 휠을 포함하는 3륜 로봇 구조에서, 전·후방 휠 간의 기구학적 기하 구조를 기반으로 후방 휠의 조향 각도를 산출하여 정밀한 선회 및 이동 방향 전환을 수행합니다.
외부 가이드 라인이나 환경 정보에 의존하여 이동 방향을 전환하는 기존 방식의 한계를 극복하고, 로봇 자체의 기구학적 치수를 이용하여 능동적이고 독립적인 경로 제어가 요구됩니다.
본 기술은 전방 휠 중심과 후방 휠 사이의 거리 및 전방 휠 간 거리를 고려한 기구학적 삼각형 모델을 수립하고, 수학식에 기초하여 결정된 후방 휠 조향 각도를 통해 바디의 회전 중심을 전방 휠 중 하나로 고정하여 선회 동작을 제어합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 외부 안내 없이 주행 방향을 제어함으로써 빙판 내에서의 컬링 로봇의 이동의 정밀도 및 효율을 향상시킵니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 경기전략을 수립하고 경기 수행이 가능한 인공지능 컬링 로봇 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 복수의 측위 노드를 포함하는 측위 모듈, 촬상 모듈, 센서 모듈을 갖춘 이동형 추종 장치가 컨트롤러를 통해 타겟 노드와의 거리를 측정하고 경로를 설정하며, 장애물 및 이동 물체를 센싱하여 경로 보정, 정지 및 재추종을 수행하는 메커니즘입니다. 특히 측위 모듈은 직각 이등변삼각형 및 정사각형 배열의 노드 구성을 통해 타겟 위치를 산출하고, 3개 노드 조합을 통한 검산 및 보정 알고리즘을 사용합니다.
기존 GPS 기반 실내 측위의 낮은 정확도와 신호 왜곡 문제, 그리고 측위 노드를 미리 영역 전체에 설치해야 하는 번거로움. 또한, 실시간 이동 중 발생하는 고정 장애물이나 돌발적인 이동 물체에 대한 대응 부재로 인한 안전성 저하가 발생했습니다.
본 기술은 이동체 내부에 설치된 4개의 측위 노드를 활용하여 타겟 노드와의 거리를 동적으로 계산하고, 촬상 모듈과 센서 모듈로부터 입력되는 데이터를 기반으로 컨트롤러가 실시간 경로를 제어(회피, 정지 및 재출발)합니다. 특히 복수 노드 중 3개를 조합해 거리를 측정하고 나머지 노드를 활용해 데이터를 검산 및 보정하는 연산 구조를 채택합니다. 재활 훈련과 보행 보조, 의료·복지 서비스에 적용될 수 있어 상기 대상 물체를 위치시키는 정확성을 향상시키고 장애물 검출에 기초하여 상기 경로를 수정함으로써 상기 환경을 관리하는 능력을 향상시킵니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 실시간 실내광역 측위기술개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 상판과 하판 및 가이드핀으로 구성된 프레임 내에 압전 모터 기반의 구동부와 슬라이드판을 배치하고, 슬라이드판의 병진 운동을 링크부를 통해 종말 작동체에 전달하여 다자유도 위치 및 자세 제어를 수행하는 병렬 로봇 매니퓰레이터 구조입니다.
종래 매니퓰레이터는 구동체가 축을 따라 이동하는 복잡한 구조로 인해 소형화가 어렵고, 구조적 복잡성과 큰 부피로 인해 초정밀 작업이나 의료용 등 상업적 활용에 제약이 있습니다.
본 기술은 하판에 고정된 구동장치(압전모터)의 스크루 회전 운동을 볼베어링을 통해 병진 운동으로 변환하여 슬라이드판을 수직 이동시키고, 슬라이드판과 연결된 링크부가 종말 작동체를 구동하는 병렬 기구학적 구조를 채택하여 장치를 소형화하고 정밀도를 향상합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 병렬 로봇 조작기의 소형화 및 정밀도를 향상시켜, 그 휴대성 및 제어 능력을 향상시킵니다.
본 기술은 몸체부에 결합된 복수의 다관절 다리부와, 다리부 하단에 비등방성 마찰력을 제공하는 홈(groove)이 형성된 마찰패드부를 포함합니다. 각 다리는 제1 관절축과 이에 수직인 제2 관절축을 갖는 관절유닛들이 교대로 연결된 구조이며, 마찰패드의 홈 방향을 연결 방향과 평행하게 배치하여 뱀의 이동 모사 및 다관절 보행 기능을 구현합니다.
바퀴형 로봇은 노면 상태에 따른 주행 제한이 있고, 종래의 다리형 보행 로봇은 거친 지형에서의 이동성이나 기동성이 제한적이며 다관절 구조 활용 시 이동 효율이 저하되는 문제점이 있습니다.
본 기술은 뱀의 생체 움직임을 모사한 초여유 자유도(hyper-redundant) 다리 구조와, 지면 접촉 시 방향에 따른 마찰력 차이를 유도하는 비등방성 마찰패드부를 적용합니다. 마찰패드부에 길이 방향 홈을 형성하여 보행 동작 중 간섭을 최소화하고 지형 적응형 기동을 가능하게 합니다. 산업용 로봇과 자동화 시스템에 적용될 수 있어 따라서 도전적인 지형 및 환경에서 로봇의 이동성 및 적응성을 향상시킵니다.
본 기술은 로봇 표면에 상이한 측정 면적을 가진 복수의 정전용량 센서를 배치하여, 광범위한 근접 탐지와 정밀한 위치/제스처 인식을 동시에 수행하는 충돌 감지 기술입니다.
기존 협업 로봇에서 고출력 액추에이터 사용으로 인해 작업자와의 근거리 작업 시 충돌 사고 위험이 존재하며, 이를 방지하기 위한 신뢰성 높고 정밀한 비접촉식 근접 감지 수단이 요구됩니다.
본 기술은 로봇 링크 표면에 상이한 측정 면적(제1, 제2 측정면적)을 갖는 정전용량 센서군을 혼합 배열하고, 관절부에 제3 측정면적 센서를 추가 배치하여, 면적에 비례하는 감지 거리 및 해상도 차이를 활용해 충돌을 감지하고 사용자의 제스처를 인식하여 제어부의 동작을 수행합니다. 로봇 파지와 정밀 계측, 자동화 설비에 적용될 수 있어 향상된 조작자 상호 작용을 위한 빠른 충돌 검출 및 제스처 인식을 가능하게 함으로써 협업 로봇의 안정성 및 안전성을 향상시킵니다.
본 발명은 산업통상자원부의 인체 접촉 환경에서 운용되는 로봇의 안전 관련 국제표준 기반 기능안전성 구현 기술 및 위험도 평가/저감 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 파지부의 파지면에 복수의 미세유로를 형성하고, 유체 펌프를 통해 액체를 공급하여 파지면과 객체 사이의 마찰계수를 물리적으로 제어하는 그리퍼 시스템 메커니즘입니다.
종래의 그리퍼 시스템은 수직항력 제어에만 의존하여 유연한 재질의 객체 파지 시 변형을 유발할 수 있으며, 마찰계수가 상수값으로 고정되어 다양한 재질 및 형상의 객체를 정밀하게 파지하는 데 한계가 있습니다.
본 기술은 파지부에 형성된 복수의 미세유로를 통해 액체를 토출시켜 접촉 면적과 마찰력을 능동적으로 제어하고, 힘 센서를 통해 측정된 객체의 상태값에 따라 유체 펌프의 공급량 및 구동부의 파지력을 실시간으로 조절합니다. 물류 피킹과 서비스 로봇, 제조 자동화에 적용될 수 있어 그에 의해 그립부의 유체 및 변형 제어를 통해 마찰력을 제어함으로써 상이한 형상의 다양한 재료 및 물체를 파지하는 정밀도 제어를 개선합니다.
