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불만닷컴 - [포커스] 드론, 시장의 변화 '매니퓰레이션'

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[포커스] 드론, 시장의 변화 '매니퓰레이션'
향후 대상물체 물리량 실시간 추정 반영하는 적응형 제어기법이 필요
2017년 11월 06일 (월) 17:05:17오정희 기자  ojhrun3@bulmanzero.com

기술의 진보에 힘입어 드론의 대중화가 지속되면서 단순히 공중에 띄우고 컨트롤하는 개인용 드론부터 영상촬영, 물건 배송 등 다양한 분야에 활용되고 있다.

현재까지 드론은 단순 비행능력만을 이용해 촬영·농업·치안·배달 등의 작업에 적용되어 왔지만 앞으로는 로봇팔 등을 탑재한 드론이 등장해 건설·재난 현장 등에서 사람이 하기 어렵거나 위험한 작업을 대신할 수 있게 될 것으로 보인다.

  
▲ 드론이 사람을 대신해 농약을 뿌리고 있다. (출처=https://youtu.be/MzBqDo2Pnv8)

특히 농업 분야에 로봇팔을 탑재한 드론을 사용할 경우 정밀·점검 및 보수, 농작물의 근접 관리 등에 직접적인 활용이 가능하다.

이 같은 상황에 드론 시장에서는 기존 드론의 능력을 한 단계 높여 3차원 공간에서 자유자재로 영상정보를 활용해 주변 환경과 상호작용(영향)이나 고정밀 입체 작업이 가능한 드론 기반의 공중 매니퓰레이션(manipulation) 기술이 관심을 받고 있다.

하지만 아직까지 발달이 드론 기반의 매니퓰레이션 분야는 그 난이도가 높은 탓에 아직 기술이 완전히 정립되지 않은 초기 단계로 다양한 기술이 연구중이다.

매니퓰레이터를 이용해 대상물체를 조작 또는 운송할 경우, 지상로봇과는 달리 매니퓰레이터의 동작과 작업 환경, 조작 대상의 물리량에 따라 드론이 받는 역학적 영향이 수시로 변한다.

이는 비행 안정성에 치명적인 영향을 미치기 때문에 대상물체와 비행형 로봇팔의 운동 방정식을 분석하여 안정적인 제어기를 설계하는 것이 중요하다.

  
▲ 로봇 팔이 달린 드론이 물건을 나르고 있다. (출처=https://youtu.be/T6kaU2sgPqo)

다만 대부분의 경우에 있어서 대상물체의 질량 또는 형상을 사전에 알지 못하거나, 매번 정확하게 측정하는 것이 비효율적이기 때문에 대상물체의 물리량을 실시간으로 추정해 이를 제어기에 반영하는 적응형 제어기법이 필수적이다.

또한 대상물체를 통해 비행형 매니퓰레이터들 간의 역학적인 상호작용이 일어나게 되고 이로 인하여 비행 안정성에 치명적인 영향이 나타날 수 있는데다 한 대상물체를 안전하게 수송하기 위해서는 3차원 공간에서 대상물체의 자세와 위치에 대한 고려가 필요하다.

(참고=한국산업기술평가관리원 보고서 토대로 재구성)

(불만닷컴=오정희 기자)

 

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