본 연구과제는 최근 많은 이슈가 되고 있는 휴머노이드 로봇의 안전에 관한 내용으로서, 현재 제정되고 있는 휴머노이드 안전인증에 관한 국제규정에 선제적으로 대응하고자 산업통상자원부의 지원을 받아 휴머노이드 로봇의 안전 인증 평가기술을 개발하는 것에 목적을 둠

과업 수행기간은 총 5년으로서, 계명대학교 RoDIC 연구실은 휴머노이드 로봇의 동적 안정성 평가 기술 및 로봇 핸드의 안정성 평가 기술을 개발할 예정임

본 과업은 대구시에 구축되는 국가로봇테스트필드 사업과 연계되어 로봇산업의 지원과 확장에 기여

본 연구과제는 세계최초로 개발된 2011~2017년 동안 개발된 수중보행로봇 CR200(수심 200m급), CR6000(수심 6,000m급)의 기술을 기반으로 우리나라 연근해에서 운용이 가능한 수중보행로봇기술의 개발을 목표로 함

조류가 빨라 전세계적으로도  보기 드문 악조건을 가지고 있는 우리나라 수중환경에서 운용할 수 있는 수중보행로봇에 대한 대부분의 기술을 Package 형태로 개발하며, 전체 연구의 총괄은 '선박해양플랜트연구소(https://www.kriso.re.kr)' 에서 맡아 수행하고 있으며, (주)한화시스템, (주)LIG-Nex1 등의 대기업에서 참여하고 있음

2023 ~ 2027년  동안 연구가 진행되며, 본 연구실(RoDIC)은 수중로봇 개발 전반에 걸쳐 연구를 수행 및 자문을 수행하고 있으며, 핵심기술 개발을 위한 연구개발 컨소시엄(계명대, 서울과학기술대, 국민대, 명지대, 부경대, 울산대, 호원대)의  총괄기관의 역할을 하고 있으며, 과제 전체의 규모는 OOO억원이며, 본 연구 컨소시엄의 규모는 약 40억원으로 그 중 계명대학교 RoDIC Lab에서는 약 18억원의 연구비 규모로 운영되고 있음

본 연구실은 수중보행로봇의 핵심기술 중 다음과 같은 연구를 진행하고 있음

수중보행로봇의 개념설계, 기본설계

수중보행로봇의 다리를 이용한 유영알고리즘 개발

수중보행로봇의 역동역학을 이용한 점핑 알고리즘

최근 해양 활동의 증가로 인해 바다에 버려지는 어업폐기물의 양도 크게 증가하고 있다. 이러한 현상은 해상에서 발생하고 있는 선박의 사고 증가로 이어지고 있으며, 그중 가장 빈도가 높은 사고는 선박의 엔진고장사고이며,  두번째가 폐어구에 의한 프로펠러 감김 사고 이다. 폐어구에 의한 프로펠러 감김사고는 해상에서 선박의 표류로 이어지고, 이는 타선박과의 충돌사고도 발생하게 된다. 또한, 감긴 폐어구를 제거하기 위해서는 다이버가 수중작업을 통해 제거하고 있는데, 이 때, 잠수사의 사망사고로 이어져 인명사고가 나기도 한다. 

폐어구에 의한 프로펠러 감김 사고는 군선박의 경우, 치명적인 작전 수행 정지로 이어져 우리나라 국가안보에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 실제로 정비선박의 30~40%에 달하는 군선박은 폐어구에 의한 정비가 요구되는 통계도 있어 그 피해가 얼마나 심각한지 알 수 있다.

본 연구에서는 폐어구에 의한 프로펠러 감김사고에 의한 군선박의 작전능력 저하와 작업 다이버의 사망등 의 피해를 줄이기 위해 선저면에서 작업이 가능한 수중보행로봇을 개발한다. 선저면을 보행으로 이동하고, 프로펠러 부근에서 추진기 축에 감긴 폐어구를 제거할 수 있는 수중로봇팔을 개발한다.

본 연구실은 수중보행로봇의 핵심기술 중 다음과 같은 연구를 진해하고 있음

수중보행로봇의 6자유도 수중로봇팔 개념설계, 기본설계

수중로봇팔의 충돌 감지(햅틱) 및 충돌 방지 기능 구현

수중로봇팔의 운용을 위한 Master/Slave arm 시스템 개발

복수의 로봇팔, 휴머노이드 등 양팔로봇의 로봇팔 제어를 위한 시뮬레이터 개발을 목표로 함

복잡한 작업환경에서 두개의 로봇팔을 제어하여 로봇팔이 물건을 파지하여 옮길 수 있는 모션 플래닝 알고리즘 개발

휴머노이드 G1 활용한 양팔 제어 시뮬레이터를 구축하고, 가상환경에서 복잡한 작업 환경 내에서 장애물을 회피하며 작업하는 모션플래닝 기법 개발

전기차 화재는 화학적 발화과정을 통해 열폭주 현상이 발생하며 대형 화재로 이어진다. 열폭주 현상은 수초~수분 이내 1000도가 넘는 고열이 발생하며 화재로 이어지는 현상을 말하며, 특별한 화재 진압방법이 존재하지 않아 온도를 낮춰 화재에 대응하는 것이 현재로서는 최선의 소화 방법임

최근 전기차의 보급이 늘어나면서 전기차 화재의 빈도도 증가하고 있는 추세에서, 도서지역으로의 이동을 위한 차도선이나 PCTC에서 전기차 배터리에 의한 화재가 발생할 경우 이에 대한 대책은 현재까지 전무한 상황임

본 연구에서는 이러한 상황에서 대응이 가능한 화재 감지 기법과 대응기법에 대한 개발을 진행중

수중로봇시스템의 동역학 모델을 다물체 동역학 이론 기반으로  구축하고, 수중환경 요소를 반영할 수 있는 통합 물리엔진을 개발함

어뢰형 AUV (자율무인잠수정)의 다물체 동역학 기반의 모델과 수중 주행을 위한 물리엔진 및 UUV/ROV 와 6자유도 수중로봇팔의 다물체 동역학 기반의 물리엔진을 개발하고, 수중환경을 함께 모델링하여 궁극적으로 HILS/SILS 시스템을 개발함