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사용자와의 물리적 상호 작용을 통해 동작하는 로봇에 대하여 상기 사용자에 의해 인가되는 작용력을 검출하는 작용력 검출부로서, 상기 작용력에는 상기 사용자 및 상기 로봇 간의 물리적 상호 작용으로 인해 야기되며 상기 사용자의 동작 의도가 반영되지 않은 자연력이 반영되어 있는, 작용력 검출부;미리 정의된 동역학 모델의 내부 파라미터를 최적화하는 방식을 이용하여 상기 작용력에 반영된 자연력을 능동적으로 보상하기 위한 보상력을 결정하는 보상부; 및상기 작용력 검출부에 의해 검출된 작용력에 상기 보상부에 의해 결정된 보상력을 반영한 결과로부터 상기 로봇의 동작을 제어하기 위한 동작 지령을 결정하여 상기 로봇을 동작시키는 제어부;를 포함하고,상기 보상부는, 상기 사용자에 의해 상기 작용력 검출부에 인가되는 상기 작용력에 따른 에너지에 의존하는 목적함수의 값이 감소되도록 상기 동역학 모델의 내부 파라미터를 최적화함으로써 상기 보상력을 갱신하여 결정하고,상기 보상부는,상기 내부 파라미터의 변화량을 랜덤하게 결정하는 제1 과정과,현재 사이클에서의 상기 로봇의 동작 파라미터 및 상기 작용력 검출부에 의해 현재 검출된 작용력을 기반으로 계산된 상기 목적함수의 값과, 상기 결정된 내부 파라미터의 변화량을 이용하여 상기 목적함수의 그래디언트(gradient)를 결정하는 제2 과정과,상기 결정된 목적함수의 그래디언트를 기반으로 상기 목적함수의 값이 감소되도록 상기 내부 파라미터를 최적화하는 제3 과정과,상기 최적화된 내부 파라미터에 따라 상기 보상력을 갱신하여 결정하는 제4 과정을 수행하고,상기 보상부는, 상기 제1 내지 제4 과정을 설정 주기에 따라 반복적으로 수행하고,상기 동작 파라미터는, 상기 로봇의 동작에 따른 이동거리 또는 속도이고,상기 목적함수는, 상기 설정 주기에서의 상기 작용력에 따른 에너지를, 상기 설정 주기에서의 상기 로봇의 동작에 따른 이동거리로 나눈 값에 의존하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 장치
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제1항에 있어서,상기 보상부는, SPSA(Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation)을 이용하여 상기 제1 및 제2 과정을 수행하고, AMSGrad를 이용하여 상기 제3 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 장치
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작용력 검출부가, 사용자와의 물리적 상호 작용을 통해 동작하는 로봇에 대하여 상기 사용자에 의해 인가되는 작용력을 검출하는 단계로서, 상기 작용력에는 상기 사용자 및 상기 로봇 간의 물리적 상호 작용으로 인해 야기되며 상기 사용자의 동작 의도가 반영되지 않은 자연력이 반영되어 있는, 단계;보상부가, 미리 정의된 동역학 모델의 내부 파라미터를 최적화하는 방식을 이용하여 상기 작용력에 반영된 자연력을 능동적으로 보상하기 위한 보상력을 결정하는 단계; 및제어부가, 상기 작용력 검출부에 의해 검출된 작용력에 상기 보상부에 의해 결정된 보상력을 반영한 결과로부터 상기 로봇의 동작을 제어하기 위한 동작 지령을 결정하여 상기 로봇을 동작시키는 단계;를 포함하고,상기 보상력을 결정하는 단계에서, 상기 보상부는,상기 사용자에 의해 상기 작용력 검출부에 인가되는 상기 작용력에 따른 에너지에 의존하는 목적함수의 값이 감소되도록 상기 동역학 모델의 내부 파라미터를 최적화함으로써 상기 보상력을 갱신하여 결정하고,상기 보상력을 결정하는 단계는, 상기 보상부가,상기 내부 파라미터의 변화량을 랜덤하게 결정하는 제1 단계;현재 사이클에서의 상기 로봇의 동작 파라미터 및 상기 작용력 검출부에 의해 현재 검출된 작용력을 기반으로 계산된 상기 목적함수의 값과, 상기 결정된 내부 파라미터의 변화량을 이용하여 상기 목적함수의 그래디언트(gradient)를 결정하는 제2 단계;상기 결정된 목적함수의 그래디언트를 기반으로 상기 목적함수의 값이 감소되도록 상기 내부 파라미터를 최적화하는 제3 단계; 및상기 최적화된 내부 파라미터에 따라 상기 보상력을 갱신하여 결정하는 제4 단계;를 포함하고,상기 제1 내지 제4 단계는 설정 주기에 따라 반복적으로 수행되고,상기 동작 파라미터는, 상기 로봇의 동작에 따른 이동거리 또는 속도이고,상기 목적함수는, 상기 설정 주기에서의 상기 작용력에 따른 에너지를, 상기 설정 주기에서의 상기 로봇의 동작에 따른 이동거리로 나눈 값에 의존하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 방법
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제7항에 있어서,상기 보상력을 결정하는 단계에서, 상기 보상부는,SPSA(Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation)을 이용하여 상기 제1 및 제2 단계를 수행하고, AMSGrad를 이용하여 상기 제3 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 방법
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