CubeMars 계정 만들기
복잡한 지형 탐사 및 극한 구조 환경에서 사족보행 로봇의 수직 등반 능력은 오랫동안 중요한 기술적 과제로 여겨져 왔습니다.
이번 영상에서는 혁신적인 KLEIYN 사족 벽 등반 로봇을 소개합니다.
이 프로젝트는 능동 허리 관절(Active Waist Joint)을 도입하고 강화학습(Reinforcement Learning, RL) 알고리즘과 심층적으로 결합하여, 폭 800~1000mm의 좁은 벽면 공간에서 효율적인 수직 치미니 클라이밍(Chimney Climbing)을 성공적으로 구현했습니다.
또한 기존 사족보행 로봇 대비 50배 빠른 등반 속도를 달성했습니다.
이 혁신적인 연구에서 CubeMars 고성능 관절 액추에이터는 핵심 구동 솔루션으로 사용되어 KLEIYN 로봇의 허리 및 다리 관절에 필요한 높은 동적 응답성과 정밀한 힘 제어 성능을 제공합니다.
기존 사족보행 로봇은 일반적으로 다리 부분에만 자유도를 가지고 있으며, 몸체는 강체 구조로 설계됩니다.
이러한 설계는 평평한 지형에서는 뛰어난 안정성을 제공하지만, 수직 벽이나 굴뚝, 파이프와 같은 좁은 공간에서는 심각한 물리적 한계에 직면합니다.
1. 몸체 기반 힘 생성 지점 부족: 강체 구조의 몸체는 등을 굽히거나 회전하는 동작을 통해 다리에서 발생하는 힘을 벽면으로 효과적으로 전달하기 어렵습니다.
그 결과 충분한 마찰력과 지지력을 확보하기 어렵습니다.
2. 제어 알고리즘의 한계: 좁은 공간에서는 로봇이 매우 높은 빈도로 자세를 조정해야 합니다.
기존 제어 방식은 이러한 고차원적이고 비선형적인 동역학 문제를 처리하는 데 한계가 있습니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 KLEIYN 연구팀은 로봇에 혁신적인 능동 허리 관절(Active Waist Joint)을 추가하고 강화학습 기반 제어 전략을 적용했습니다.
CubeMars 관절 모터는 다음과 같은 핵심 영역에서 프로젝트를 지원합니다.
“능동 허리”를 위한 강력하고 민첩한 구동 성능 제공:능동 허리는 KLEIYN이 벽을 등반할 수 있도록 하는 핵심 요소입니다. 이 구조는 큰 각도의 피치(pitch) 및 요(yaw) 방향 움직임을 반복적으로 수행해야 합니다. CubeMars 관절 모터는 높은 토크 밀도와 매우 낮은 로터 관성을 갖추고 있어, 순간적으로 강력한 출력력을 제공하면서도 높은 응답 대역폭을 유지할 수 있습니다.이를 통해 로봇의 허리 움직임은 생물학적 움직임처럼 유연하고 역동적으로 구현됩니다.
강화학습(RL) 알고리즘의 하위 제어 실행을 완벽하게 지원: 강화학습 알고리즘은 매우 높은 제어 정확도와 낮은 지연 시간을 갖춘 액추에이터를 필요로 합니다. CubeMars 모터는 고해상도 엔코더와 첨단 FOC 제어 알고리즘을 통합하여, 상위 제어기에서 전달되는 위치·속도·토크 명령을 높은 주파수(예: 1000Hz)로 정확하게 실행할 수 있습니다. 이를 통해 실제 환경에서 RL 제어 정책을 정확하게 재현할 수 있습니다.
극한의 경량화 설계: 벽 등반 로봇에서는 무게가 조금만 증가해도 모터 토크 요구량과 흡착·지지 메커니즘에 대한 부담이 크게 증가합니다. CubeMars 모터는 드라이버, 모터, 감속기를 하나의 초소형 구조로 통합하여 높은 집적도와 경량화를 실현했습니다. 이를 통해 KLEIYN은 허리 자유도를 추가하면서도 로봇 전체 무게를 엄격하게 관리할 수 있습니다.
본 영상을 통해 CubeMars 모터가 적용된 KLEIYN 로봇의 놀라운 성능을 직접 확인할 수 있습니다.
좁은 벽 등반 테스트: 폭 800~1000mm의 수직 벽 공간에서 로봇이 능동 허리를 활용해 벽면을 지지하고, 150mm/s 속도로 안정적으로 위쪽으로 이동하는 모습을 보여줍니다.
능동 허리 움직임 클로즈업: 각 등반 단계에서 능동 허리가 수행하는 굽힘, 신전, 회전 움직임을 명확하게 확인할 수 있습니다. 이는 기존 강체형 사족 로봇에서는 구현하기 어려운 동작입니다.
기존 방식과의 비교: 기존 사족보행 로봇 대비 KLEIYN이 보여주는 등반 효율성의 뛰어난 우위를 직관적으로 보여줍니다.
Q1: CubeMars 모터는 로봇 허리 관절에 적합한가요?
A:네, 적합합니다.CubeMars AK 시리즈 관절 모듈은 높은 토크, 낮은 백래시, 높은 응답 주파수 특성을 제공합니다. 휴머노이드 로봇과 사족보행 로봇의 허리, 목, 관절 연결 구조 등에 폭넓게 적용되고 있으며, 복잡한 전신 동역학 제어를 안정적으로 지원합니다.
Q2: CubeMars 모터는 강화학습(RL)과 같은 고급 제어 알고리즘을 지원하나요?
A:네, 지원합니다.CubeMars 모터는 고주파 CAN/RS485 통신 인터페이스를 제공하며, 위치·속도·토크 제어를 포함한 다양한 제어 모드를 지원합니다. 또한 개방형 저수준 통신 프로토콜을 제공하여 Isaac Gym, MuJoCo와 같은 다양한 강화학습 프레임워크와 원활하게 통합할 수 있습니다. 이를 통해 빠른 Sim2Real(시뮬레이션에서 실제 환경으로 전환) 배포가 가능합니다.
사족 벽 등반 로봇, 휴머노이드 로봇, 복잡한 로봇 팔 등 어떤 로봇 개발 프로젝트에서도 CubeMars는 높은 출력 밀도와 빠른 응답 속도를 갖춘 초소형 액추에이터 솔루션을 제공합니다.
[CubeMars AK 시리즈 관절 액추에이터 사양 및 치수 자세히 알아보기]
