• 한국지능시스템학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.746-753
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• 2008

본 논문에서는 원격 제어 시스템에 있어 조작자와 기계사이의 시각적 또는 근육지각운동의 연결에 있어서 조작자의 안정된 작업환경을 확보하기 위해 가상 모델을 이용하고, 또한 가변 시간 지연의 추정 및 예측 기법을 적용함으로써 원격조작의 실현성을 향상시키기 위한 방법을 제시하고 있다. 원격제어시스템에서의 실현성 향상을 위해 가상 모델을 설계하고, 가상의 모델이 원격의 로봇과 시간적으로 동일한 움직임을 할 수 있도록 구성함으로서 조작자는 원격의 로봇을 가상의 모델을 통해 조작할 수 있도록 시스템을 구성하였다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 원격조작으로 가상의 모델을 제어함으로써 원격의 로봇을 제어하고, 가상의 모델을 통해 원격의 로봇의 실시간 제어에 가능성을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권2호
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• pp.137-142
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• 2015

최근 국방 및 보안 분야 등과 같은 위험 환경에서 임무를 수행하는 로봇 팔의 원격제어와 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다. 로봇 팔의 원격제어를 위해서는 조작장치가 필수적이므로, 본 연구에서는 스튜어트 플랫폼을 기반으로 로봇 팔을 직관적으로 제어할 수 있으며, 기존의 조작장치와 비교하여 이동성 및 휴대성이 우수한 조작장치를 개발하였다. 조작장치의 크기와 무게를 최소화하기 위하여 스튜어트 플랫폼을 기반의 기구부를 구성하였으며, 조작장치의 동작범위를 최대화하기 위하여 와이어를 적용하였다. 개발된 조작장치를 검증하기 위하여 상용 IMU와 비교실험을 수행하였으며, 실험 결과를 바탕으로 개발된 조작장치의 실용성과 신뢰성을 검증하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.56-61
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• 2017

본 논문은 시간지연이 있는 데이터의 예측기법과 햅틱기반의 원격조작시스템에서의 응용방법을 다룬다. 일반적으로 네트워크 환경은 데이터 전송에 따른 시간지연이 필수적으로 동반되며, 햅틱기반의 원격조작시스템이 이러한 네트워크 환경에 구현되는 경우 시간지연으로 인해 전체 시스템의 성능저하를 피할 수 없다. 이러한 상황을 고려하여, 본 논문은 ARMA모델을 기반으로 모델파라미터의 학습방법과 실시간 예측을 위한 재귀적 알고리즘을 제안한다. 제안된 방법은 가상공간에 놓인 물체에 대하여 양방향 햅틱 상호작용의 상황에서 5ms의 샘플링 주기로 획득한 햅틱데이터에 적용되며, 그 결과로서 100ms 이후의 값을 예측함에 있어 위치수준 오차 1mm이내의 예측성능을 보였다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 3부
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• pp.19-24
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• 2008

본 논문은 원격제어(teleoperation)시스템에서 카메라로부터의 실시간 영상정보를 이용하여 조작대상이 되는 물체의 물리기반모델(physically-based model)을 만들고 이를 기반으로한 햅틱 렌더링 알고리즘의 개발에 관한 것이다. CCD 카메라를 통한 영상정보와 물성치(mechanical properties)를 이용하여 변형체(deformable object)의 물리적 기반 모델이 구현되고 햅틱장치로 조종되는 평면 로봇(planar robot)을 제어하여 변형체에 변형을 가하면 구현된 물리적 모델에 의해 햅틱 피드백을 위한 반력값이 계산된다. 스네이크 알고리즘을 이 용하여 영상정보로부터 변형체의 외형정보(geometry information)를 추출하며, 변형체의 경계(boundary)에서의 반력값을 계산하기 위해 경계요소법(boundary element method)을 사용한다. 제안된 햅틱 렌더링 알고리즘을 이용하여 원격조작간에 힘센서를 사용하지 않고 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권5호
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• pp.891-898
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• 2001

This paper develops a master manipulator which can reflect a force from a slave manipulator effectively. It many have a big workspace, can represent a human operators manipulation perfectly, and is composed of a position control part, an orientation control part and an end effector control part. This paper also develops a graphic simulator using the Visual C++ and OpenGL in the Window operating system. It can be used to make a virtual slave manipulator and set a virtual working environment, and provide a visual information from a desired view point. A virtual teleoperation system is developed by connecting the developed master manipulator to the graphic simulator using an interfacing hardware bilaterally. It is used for performing a virtual object exploration experiment. In the experiment, two virtual objects are used. They are virtual wall and virtual hexahedron which have 0.7N/mm and 2.2 N/mm stiffness respectively. The experiments are performed under six different working conditions. The experiment results will show the effectiveness of the reflected force from the slave manipulator for improving the efficiency and stability of the teleoperation task.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.322-329
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• 2018

원격제어는 명령을 전달하는 마스터 장치와 원격지에 위치한 로봇을 슬레이브로 간주하는 방식이다. 이러한 원격제어의 경우, 양 에이전트 간의 동특성, 전송속도 차이에 의해 가상환경을 이용한 가상 슬레이브를 통해 조작자가 원격제어의 특수성을 선행 수행하는 것이 일반적이다. 기존의 가상 슬레이브는 연산량의 한계에 의해 동역학적 효과를 제거한 그래픽 모델로 구성하는 것이 일반적이나 이는 원격지 로봇의 동특성이 무시되어 실제 원격제어시의 실재감을 살리기 어렵다. 본 논문에서는 로봇의 정동역학 모델을 이용하여 이를 원격제어에 활용하고, 가상 환경에서 상대적으로 느린 제어 주기에 의해 발생하는 정동역학의 수치오류를 보완하는 보상 기법을 제안하고 이를 실제 환경과의 원격제어와 비교하고자 한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.63-71
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• 2000

원격조정 시스템에서 힘정보는 중요하다. 그러나 특수 응용 분야에 적합한 크기와 측정의 정확성을 가지는 힘 센서의 적용은 매우 어렵다. 더욱이 힘 정보의 전송으로 인한 시간지연으로 시스템은 불안정 되기 쉽다. 본 논문은 가상환경을 이용한 원격조정 시스템을 제안하였다. 시스템은 그래픽 시뮬레이션 처리부, 슬레이브 제어부 그리고 역감 제시부로 구성되어진다. 슬레이브 암이 작업물체와 접촉작업을 할 때 역감은 가상환경에서 계산되어지므로 힘 선세와 시간지연으로 발생되는 문제점을 해결 할 수 있다. 제안된 시스템으로 접촉작업에 대한 힘 제시 원격조정을 수행하였고, 실험결과를 통해서 안정된 접촉작업을 확인하였다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2009년도 학술대회
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• pp.45-51
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• 2009

본 논문은 에너지 바운딩 알고리즘 (EBA: Energy Bounding Algorithm) 기반의 힘 반향 원격 제어 시스템의 투명성을 분석하고 이를 기반한 네트워크 적응형 전송기법을 제안한다. EBA 는 양방향 원격 조작의 안정성을 확보하는 알고리즘으로 시간지연의 크기와 변동 및 손실에 상관없이 양방향 원격 조작의 안정성을 보장한다. 하지만 네트워크 지연 및 손실에 의한 투명성 저하는 EBA 로 극복하기에는 한계가 있다. 따라서 효과적인 전송기법을 이용하여 투명성을 향상시킬 필요가 있다. 제안하는 투명성 분석은 네트워크 지연 및 손실에 따른 힘 피드백의 왜곡 현상을 수식화한다. 이를 기반으로 촉감 데이터 동기화 기법 및 전송률 제어 기법의 투명성을 향상시킨다. 조작자가 요구하는 투명성 요구 조건과 현재 네트워크 상황에 맞추어 투명한 촉감 상호작용을 위한 동기화 지연 시간과 전송되어야 하는 촉감데이터량을 결정한다. Matlab 시뮬레이션을 통해서 제안한 투명성 분석의 타당성을 검증하고 촉감데이터 동기화 기법 및 전송률 제어 기법의 투명성을 확인한다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.158-163
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• 2001

Operators suffer much difficulty in manipulating micro/nano-sized objects without the assistance of human interfaces, due to the scaling effects in micro/nano world. This paper presents a micro manipulation system based on the teleoperation techniques which enables the operators to manipulate the objects with ease by transferring both human motion and manipulation skill to a micromanipulator. An experimental setup consisting of a micromanipulator operated under stereo-microscope with the help of intelligent user interface provides a tool that can be used to visualize and manipulate micro-sized 3D objects in a controlled manner. The key features of a micro manipulation system and control strategies using teleoperation techniques for handling micro objects are presented. Experimental results demonstrate the feasibility of this system in precisely controlling trapping and manipulation of micro objects based on teleoperation techniques.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2471-2473
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• 2004

원격조작시템은 일반적으로 주로봇, 종로봇과 이들을 연결하는 통신채널로 구성되는데, 통신채널에는 반드시 시간 지연이 존재하고 이는 전체 시스템을 불안정하게 만드는 가장 큰 요인으로 알려져 있다. 시간지연으로 인한 불안정성 문제를 해결하기 위한 연구가 활발히 진행되어 왔는데, 최근에는 웨이브변수를 적용한 원격조작시스템이 많이 사용되고 있다. 웨이브변수를 적용하면 통신채널에 시간지연이 존재하더라도 수동성 관점에서 안정성을 보장할 수 있고, 다른 제어방법에 비하여 구조가 간단하기 때문에 구현하기가, 용이한 장점이 있으나, 특성 임피던스에 따른 성능 변화를 해석한 연구는 없었다. 따라서, 본 논문에서는 웨이브변수를 도입한 원격조작시스템에 대하여 특성 임피던스에 따른 성능을 투명성의 관점에서 해석하고자 한다. 또한, 시간 지연이 존재하는 원격조작시스템에 웨이브 변수를 적용한 실험을 통하여 시간지연 시스템에 대한 웨이브 변수의 강인성을 보이고자 한다.