자율 로봇 시스템 개발을 위한 MATLAB 및 Simulink: 아이디어를 현실로
로보틱스는 4차 산업혁명의 한 주요 영역인 로봇(Robot)과 테크닉스(Technics)의 합성어로, 최근 AI의 진화와 IoT, 5G 등의 테크놀러지가 접목되면서 산업현장은 물론 사회전반에 로봇 활용분야가 급속도로 확대되고 있습니다. 특히 로보틱스 및 자율시스템 (RAS: Robotics and Autonomous Systems) 적용의 증대는 산업 제조에서 소비자 제품에 이르는 광범위한 산업 분야에서 폭발적으로 증가하고 있습니다.
이 비디오 시리즈는 최신 개발 트렌드를 비롯, 로봇 매니퓰레이터의 시뮬레이션용 하드웨어 모델 개발에서 제어시스템 설계와 배포에 이르기까지의 다양한 영역에서 여러분의 로보틱스 관련 아이디어와 개념을 실제 구현할 수 있는 방법을 소개하고자 합니다.
MathWorks 제품의 고객 사용 사례를 포함, 로보틱스 시스템 및 응용 프로그램 개발 동향을 소개합니다. 새로운 로보틱스 플랫폼 설계부터 로봇을 위한 자율 기술 개발에 이르기까지 복잡한 자율 로봇의 개발 프로세스에서 MATLAB 및 Simulink 를 사용하는 방법에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
목적에 맞게 적용할 수 있는 저충실도(low fidelity)부터 고충실도(high fidelity)까지 다양한 정밀도의 로봇 모델을 MATLAB을 통해 만들어보고 어떻게 사용할 수 있는지 알려드립니다. - Rigid Body Tree(RBT)를 이용한 kinematics & dynamics 모델링 - CAD 모델 가져오기를 이용한 고충실도 모델링 - 액츄에이터 사이징 - 시뮬레이션 접촉 처리
로봇 개발자가 직접 구현하는데 어려움을 느낄 수 있는 아래와 같은 알고리즘들을 Robotics System Toolbox와 Navigation Toolbox를 이용하여 손쉽게 구현하는 방법에 대해 소개합니다. - 로봇 팔의 정/역 기구학 (forward & inverse kinematics) 분석 - 내/외부 물체와의 충돌 검출 - 충돌을 고려한 RRT* 경로 계획 알고리즘 - 계획된 경로를 기준으로 궤적 생성
계획된 궤적을 추종하는 제어기를 설계하는 방법에 대해 다룹니다. - 액츄에이터 제어를 위한 PID 제어기 설계 - Stateflow를 이용한 모션 제어기 - Nonlinear MPC를 이용한 충돌 회피 가능한 최적 궤적 제어 설계 - AI 기반의 강화학습 제어기 설계
MATLAB 및 Simulink와 로봇을 직접 연결하는 방법과 MATLAB 및 Simulink ROS 인터페이스를 이용하여 메시지를 이용하여 로봇을 제어하고 센서 정보를 입력 받는 방법에 대해서 알려드립니다. - C/C++ 디바이스 드라이버 블록 개발을 통한 MATLAB 및 Simulink robot 직접 연결 방법 - MATLAB 및 Simulink ROS 인터페이스를 통한 Robot 연결 방법 - Gazebo 시뮬레이터와의 통합
