POSTECH IT융합공학과 CiTE

Hazardous and Extreme Environment Robotics

극한환경 필드로봇 센싱 로봇 자율화 로봇 시뮬레이션

극한환경로봇연구실에서는 수중과 방사능 영역과 같이 사람이 접근하기 어려운 환경에서 작업을 대신할 수 있는 로봇의 설계, 제작, 지능화를 연구합니다.

수중 탐색, 수중 및 수상 구조물의 점검/유지보수, 원자력 발전소의 점검/해제 등 사람이 접근하기 어려운 환경에서의 작업 필요성이 증가하고 있습니다. 이러한 극한 환경에서 기존의 원격로봇 기반 통신/센싱/제어 기술은 한계를 가집니다.

본 연구실에서는 극한 환경에 적합한 로봇을 설계/제작하고 로봇제어/맵핑/로봇지능 등의 응용 알고리즘을 개발하여 로봇의 작업 영역을 확장하기 위한 연구를 수행하고 있습니다.

01 연구목적

인간의 활동 범위가 넓어지며 사람이 접근하기 어려운 극한 환경에서의 작업이 증가하고 있습니다. 예를 들어, 수중 탐사 및 탐색, 해저 케이블이나 교각과 같은 수중 구조물의 주기적인 점검과 보수, 원자력 발전소 내벽 검사, 핵연료 저장 수조의 균열 검사 등이 있습니다.

로봇을 이용해 이러한 극한 환경 작업들을 수행하기 위해서는 우선 방수와 방사능방재 기술을 포함하여 다양한 조건이 고려된 로봇 설계 및 제작 연구가 필요합니다.

또한, 상기 극한 환경에서는 물에 의한 감쇠와 방사능에 의한 잡음으로 인해 시각 정보를 획득하거나 통신하는 것이 어려우므로 적합한 로봇제어, 위치추정, 맵핑 등의 응용기술도 함께 제공되어야 합니다.

02 연구내용

극한환경로봇연구실에서는 다양한 로봇을 설계 및 제작하고 로봇의 센싱 및 응용기술 등을 연구합니다. 심해를 탐사하기 위한 대형 수중로봇, 매니퓰레이션이 가능한 소형 수중로봇, 수영과 보행이 가능한 생체모방형 로봇, 원자력 발전소 내벽 검사 로봇 등을 연구합니다.

또한 로봇이 주변의 정보를 습득하기 위한 광학/음향/전자기장 기반 센싱기술, 그리고 습득된 정보를 이용한 로봇제어와 지능을 연구합니다.

Cyclops 자율 무인 잠수정으로 외란으로부터 자세를 유지하는 정밀 제어와 넓은 해저 지형을 스캔/3차원 복원 등의 연구
Agent 기반 멀티 로봇 시스템 Parent-child 구조의 수중로봇 시스템을 개발하여 멀티 로봇 제어와 수중 매니퓰레이션 등의 연구
생체모방형 로봇 프로펠러 대신 핀을 이용해 추진하는 로봇을 개발하여 새로운 수영 및 보행 매커니즘 연구
벽 흡착 로봇 및 공중드론 시스템 천장/외벽에 로봇이 흡착해 검사하는 시스템 설계와 로봇 개발 및 제어 연구

03 연구목표

Cyclops 탑재된 음향/광학 기반 다양한 센서를 사용하여 수중 물체/구조물에 대한 3D 복원/SLAM 등의 연구 등
Agent 기반 멀티 로봇 시스템 단일 로봇으로는 수행할 수 없는 협동 매니퓰레이션에 대한 연구 등
생체모방형 로봇 3차원 동역학적 시뮬레이터를 응용하여 딥뉴럴네트워크 강화학습 기반 강인 제어 방법, 로봇이 장애물이 포함된 수중 구조물 주변을 안정적으로 주파하며 수중 지도를 생성하는 연구 등
벽 흡착 로봇 및 공중드론 시스템 지상 로봇 등과 협력하여 대상의 표면을 검사를 효율적으로 진행하는 연구, 복수 벽 흡착 로봇이 대상 표면을 동시에 검사하는 방법 연구 등

04 산학연 협업연구