접촉 풍부 조작이란 로봇 말단 장치(엔드이펙터)가 환경 또는 대상 물체와 지속적이고 복잡한 접촉 상태를 유지하면서 작업을 수행하는 조작 방식이다. 단순 위치 제어만으로는 접촉 중 발생하는 힘과 토크를 조절할 수 없어 부품 파손이나 작업 실패로 이어지기 때문에, 임피던스 제어나 힘/토크 제어와 같은 접촉력 관리 기법이 함께 요구된다. 페그-인-홀(peg-in-hole) 조립 작업에서 로봇은 삽입 과정 내내 측면 접촉력과 정렬 오차를 실시간으로 감지하고 보정해야 하며, 이것이 접촉 풍부 조작의 전형적인 예다. 표면 연삭·연마, 나사 체결, 외과 수술 로봇의 조직 접촉 등 다양한 분야에 적용된다. 단순 파지(pick-and-place)와 달리, 접촉 풍부 조작은 접촉 위상(contact phase)의 전환과 마찰·변형이 수반되므로 동역학 모델링의 복잡도가 크게 높아지며, 학습 기반 접근법에서도 접촉 전환을 안정적으로 처리하는 것이 핵심 연구 과제로 남아 있다.

고급

비주얼 서보잉이란 카메라에서 얻은 시각 정보를 피드백 신호로 사용하여 로봇의 움직임을 실시간으로 제어하는 방식이다. 작업 환경의 정확한 모델 없이도 카메라가 현재 상태와 목표 상태의 오차를 지속적으로 측정하고 보정하므로, 위치 불확실성이나 환경 변화에 강건하게 대응할 수 있다. 산업 현장의 부품 조립, 이동 물체 추적, 최소침습 수술 로봇 등 정밀한 시각 기반 조작이 요구되는 곳에 쓰인다. 예를 들어, 컨베이어 벨트 위를 흘러오는 부품을 로봇팔이 카메라로 추적하며 실시간으로 경로를 수정해 집어 올리는 작업이 대표적인 적용 사례다. 제어 방식에 따라 이미지 평면의 특징점 오차를 직접 제어 신호로 삼는 이미지 기반 비주얼 서보잉(IBVS)과, 영상을 3D 위치로 복원한 뒤 제어하는 위치 기반 비주얼 서보잉(PBVS)으로 나뉘며, 두 방식 모두 이미지 자코비안(인터랙션 행렬)을 통해 픽셀 오차를 관절 속도 명령으로 변환한다.

중급

영점모멘트점(ZMP)이란 지면상의 한 점으로, 중력과 관성력을 포함한 모든 힘의 합력이 수평축에 대해 순 모멘트를 발생시키지 않는 지점이다. 이족보행 로봇이 전도되지 않으려면 ZMP가 발 접촉면이 형성하는 지지다각형 내부에 위치해야 하며, 이 조건이 동적 안정성의 핵심 판별 기준으로 사용된다. ASIMO나 HRP 시리즈 같은 휴머노이드 로봇의 보행 계획에서는 ZMP 궤적을 사전에 설계한 뒤, 이를 추종하도록 관절 궤적을 역동역학으로 역산하는 방식이 표준적으로 쓰인다. 예를 들어 단지지(single support) 구간에서 ZMP가 발바닥 영역 밖으로 벗어나면, 로봇은 그 방향으로 회전 모멘트를 받아 넘어진다. 압력중심(Center of Pressure, CoP)은 실제 지면 반력이 작용하는 점으로 ZMP와 혼동되기 쉬우나, 평탄한 지면과 완전 접촉 상태에서는 두 점이 일치하고 비접촉(공중) 구간에서는 ZMP만 정의된다.

고급