무게 급변해도 유연하게 대처하는 로봇팔 알고리즘 작성일 01-26 45 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="Ge8JYYOcdf"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="87badfcf6e81bb6e396d654b0ae08fac207fd71d9283d89ad4cf44aa7f510a89" dmcf-pid="Hd6iGGIkJV" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 강상훈 UNIST 기계공학과 교수, 손정우 연구원. UNIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/26/dongascience/20260126103526493wqrg.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="Y0U2rrgRe4" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/26/dongascience/20260126103526493wqrg.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 강상훈 UNIST 기계공학과 교수, 손정우 연구원. UNIST 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="6959908f032da494e07f22e0e03cee1244938169ceda2f160ec0f79894e0fc3d" dmcf-pid="XJPnHHCEM2" dmcf-ptype="general">산업용 로봇팔이 갑작스러운 하중 변화에 오작동하거나 진동이 발생하는 문제를 해결할 알고리즘이 개발됐다. 별도 하드웨어 교체 없이 소프트웨어 업데이트만으로 적용 가능해 도입 비용이 낮을 것으로 평가된다.</p> <p contents-hash="7d04838976fa3ff072aadad9939abc146198d3f86faac366573aa87cdd969429" dmcf-pid="ZiQLXXhDn9" dmcf-ptype="general"> 울산과학기술원(UNIST)은 강상훈 기계공학과 교수팀이 급격한 부하 변동이나 외부 충격에도 로봇팔이 제대로 작동할 수 있도록 하는 '적응형 비례-적분-미분(PID) 제어 알고리즘'을 새로 개발했다고 26일 밝혔다. 연구결과는 13일(현지시간) 기계·로봇공학 분야 국제학술지 'IEEE/ASME 트랜잭션 온 메카트로닉스'에 공개됐다.</p> <p contents-hash="82728aa6c2a9e040c10f02ada978165c7f434ea0a8afd0e33e335359c71d7003" dmcf-pid="5nxoZZlwJK" dmcf-ptype="general"> 로봇팔 부품인 PID 제어기는 로봇팔의 모터에 보내는 힘을 실시간으로 계산해 제어하는 두뇌 역할을 한다. 비례(P) 항은 목표 위치와의 '현재 오차'에 비례해 힘을 조절해 주고 적분(I) 항은 오차가 오래 남아 있을 때 이를 누적해 보상해 주며 미분(D) 항은 움직임이 갑자기 빨라지거나 흔들릴 때 이를 감쇠시키는 역할을 한다.</p> <p contents-hash="7811fef6691573d3eb9e75b427f22a419a9493d3eba479c2cb8b6d0b3d0305f7" dmcf-pid="1LMg55Srib" dmcf-ptype="general"> PID 제어기는 구조가 단순하고 작동 방식이 명확해 현재 산업 현장 로봇팔 90% 이상이 채택한 방식이다. 처음 설정한 값으로만 움직인다는 점이 한계로 제시된다. 로봇팔이 드는 물체의 무게가 갑자기 변하거나 예상하지 못한 외부 물체와 접촉하면 오작동하거나 심한 진동이 발생하는 증상이 나타난다.</p> <p contents-hash="bc92efdb0bd528ab2acc1a32de5c2e1a066392eddcf3e7838939ba2be1007e89" dmcf-pid="toRa11vmnB" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 로봇이 오차 정보를 이용해 실시간으로 제어값을 조절하도록 하는 알고리즘을 개발했다. 로봇팔 관절 디지털 센서에서 발생하는 신호 잡음을 상쇄하는 원리다. 기존 적응형 알고리즘은 성능을 높이려다 센서의 잡음에도 반응하면서 불필요하게 힘을 키워 불안정해지는 경우가 잦았다.</p> <p contents-hash="e3b8b81d8971a13947e68f09ddf56e88e8f4d99ccf8392279769e1f72b835400" dmcf-pid="FgeNttTsiq" dmcf-ptype="general"> 질량이나 마찰력 등 로봇의 복잡한 물리적 정보를 미리 입력하거나 고가의 무게 감지 센서를 추가할 필요 없이 PID 제어기가 탑재된 로봇이라면 소프트웨어 업데이트만으로 즉시 적용할 수 있다.</p> <p contents-hash="7c10b0095f144dd38aaf8e613bcbac4782841946d68110f8e7c4e29be28dcda2" dmcf-pid="3adjFFyOiz" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 관절이 2개인 로봇팔에 개발된 알고리즘을 적용해 로봇팔 자체 무게와 같은 4kg 짐을 들게 하거나 탄성이 강한 스프링이 연결된 복잡한 작업 환경을 구현하고 성능을 테스트했다.</p> <p contents-hash="1cdf4e5841a35ce19cd7aa76ff11ee38ed92685b0fb262c10191c3a2a8ed8aa1" dmcf-pid="0NJA33WIL7" dmcf-ptype="general"> 실험 결과 로봇팔은 환경 변화에 맞춰 스스로 제어값을 조절해 흔들림 없이 목표 궤적을 따라 움직였다. 기존 제어 방식은 같은 조건에서 위치 오차가 커지거나 불안정한 움직임을 보였다.</p> <p contents-hash="c6b4b9fbfb967842a82801b1678a0b20bb672f6b41c70f906e8fae502b96395e" dmcf-pid="pjic00YCMu" dmcf-ptype="general"> 강 교수는 "산업용 로봇의 대다수를 차지하는 PID 제어기의 성능을 획기적으로 개선할 수 있다"며 "작업 환경이 자주 바뀌는 스마트 팩토리뿐 아니라 사람의 미세한 힘 변화까지 감지해 반응해야 하는 재활 로봇, 휴머노이드 로봇 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것"이라고 밝혔다.</p> <p contents-hash="1cefa5cf6331671add1593d13b980049fb665919904926ec37400b6f1dd10686" dmcf-pid="UDarzz5TRU" dmcf-ptype="general"> <참고 자료><br> - doi.org/10.1109/TMECH.2025.3634620</p> <p contents-hash="c7b7edbb46015e68d7f2149cffc9b045a574eed02fa17e5873d3ff0414ba2214" dmcf-pid="uwNmqq1yLp" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 대규모 해킹 대란…지난해 정보 탈취 악성앱 53% 폭증 01-26 다음 쿠팡, 1만5000장 GPU 사업 재도전할까?…보안 사고 여파 속 ‘신뢰 회복’ 관건 01-26 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
