삼각배치 전자기코일과 위치 추적 알고리즘을 이용한 마그네틱 로봇의 2 차원 정밀 구동에 관한 연구
저자
이동준(D. J. Lee) ; 이학준(H. J. Lee) ; 김윤상(Y. S. Kim) ; 전승문(S. M. Jeon)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2021
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
622-622(1쪽)
제공처
자기장으로 무선 구동이 가능한 초소형 마그네틱 로봇은 바이오, 의료 등 다양한 응용 분야에서 침습성, 구동성 및 기능성 등의 측면에서 여러 이점을 보여주었다. 기존의 전자기구동시스템은 다수의 전자기코일로 구성되어 있어 마그네틱 로봇의 구동에 필요한 다양한 형태의 자기장을 생성할 수 있으나 자기장 계산과 구동 제어의 편의를 위해 로봇의 실시간 위치를 고려하지 않고 자기장을 생성하여 로봇 제어 오차가 비교적 큰 한계가 있다. 본 연구에서는 마그네틱 로봇의 2 차원 제어가 가능하면서도 최소한의 코일로 구성된 삼각배치 전자기코일(TEC)과 실시간 로봇 위치 인식 기술을 이용하여 마그네틱 로봇의 위치 기반 2 차원 정밀 제어 방법을 개발하였다. 이를 위해 로봇의 작동 환경을 고려하여 비교적 빠르고 정확한 위치 인식이 가능한 영상 처리 알고리즘을 적용하였고, 로봇의 실시간 위치 좌표를 TEC 의 입력 전류 계산에 이용하여 로봇의 주어진 추진 방향을 고려한 최적의 전류 입력 및 자기장 생성이 가능하도록 하였다. 본 연구에서 제안된 위치 기반 제어 방법의 유효성을 검증하기 위하여 TEC 의 자기장 및 이에 의한 자기력을 이론과 시뮬레이션의 비교를 수행하였고, 위치 기반 제어 기법을 사용하지 않은 로봇 제어 방법과 실제 구동 성능 비교 실험을 수행하였다. 본 연구를 통해 전자기구동시스템을 이용한 마그네틱 로봇의 무선 구동 시 유효 제어 범위와 구동 정밀도를 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다.
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