[테크노트] 입력 지연시간을 보상하는 이동 로봇 제어 기술

  • 2019-01-08
  • 기술책임자 | KIST 최종석 박사




기술개요


긴 지연시간을 갖거나 낮은 정확도를 갖는 등 정보 전송량이 낮은 명령으로 로봇을 움직이는 기술. 사용자의 입력시퀸스에 따른 경로를 추정하여 이동로봇의 움직임을 결정.

① BCI(Brain Computer Interface) : 인간의 두뇌를 컴퓨터와 연결시켜 뇌파를 통해 컴퓨터를 제어하는 인터페이스 기술로 물리적인 움직임 없이 생각만으로 외부 기기를 제어 할 수 있는 기술
② 경로점 추정 및 시간 보상 : 명령어와 그 명령들이 들어온 시점을 지도의 각 격자에서 재해석하여 사용자의 의도가 반영된 경로점들을 추정하며 매 연산주기마다 갱신
추정된 경로점 지도는 현재 뿐만 아니라 특정 시점에서 특정 위치에 놓인 경로점이 어떻게 변할지를 예측하여 출력하는 것이 가능
③ 이동로봇 : 로봇의 현재 위치에서 동역학적으로 이동 가능한 궤적들을 예측하고 추정된 경로점 지도와 비교하여 가장 잘 매칭되는 궤적을 추종함으로써 사용자의 이동 명령을 수행



기술적인 이슈


• 최근 뇌파연구들이 활발하게 진행되고 있으며 이를 이용해 로봇을 조종하는 기술들이 개발되어지고 있으나, 사용자의 의도를 추출하는데 긴 시간이 요구되고 추출하더라도 정확도가 낮아 이동로봇의 부자연스러운 동작을 야기
• 자연스러운 로봇의 이동을 위해 로봇이 사용자의 의도를 추정하거나 적극적으로 주행을 보조하는 공유 제어 기술이 필요

                

차별성 및 특 장점


• 사용자의 의도 자체를 추정함으로써 사용자의 명령 입력 시점, 시간 지연, 정확도와 무관하게 최선의 궤적을 결정할 수 있는 이점 존재
• 기존의 기술들은 2초 이상의 시간지연이 발생하면 직접 제어가 불가능함. 본 기술은 6초의 시간지연이 발생하더라도 정상적으로 작동하며 기존 대비 약 40%의 이동시간을 단축시킴
• 로봇의 궤적을 지속적으로 갱신시킴으로써 대기시간을 단축시켜 자연스러운 로봇의 움직임을 구현할 수 있음
• 지연시간이 길고 정확도가 낮은 상황에서 로봇을 제어할 수 있어 적용분야가 넓음



응용분야


• BCI와 같이 해석하기 어려운 입력으로 로봇을 제어하는 분야
• 심해우주탐사, 전파방해, 재난 등 물리적으로 정보전송량이 낮은 환경에 놓인 로봇을 원격으로 제어하는 분야



시장성


• 세계 BCI 시장규모는 2018년 449.5백만 달러 규모에서 연평균 58.0% 성장률로 2021년에는 1,737.7백만 달러 규모 전망
• 국내 BCI 시장 규모는 2018년 286억 원 규모에서 연평균 66.2% 성장하여 2021년 1,206.8억 원 규모 전망
 

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