Physical AI
초안버전 0.1.12026-10-09 갱신
CC BY 4.0, 출처: OntoCraft 한국 산업 용어 등록부 · 라이선스 전문
로봇 구조와 형태 19
- 감속기speed reducer기어 감속기 · 리듀서
모터의 빠른 회전을 느리게 줄이면서 토크를 키우는 장치입니다. 관절의 정밀도와 강성, 백래시에 큰 영향을 줍니다.
- 공구 중심점tool center pointTCP · 툴 중심점
엔드 이펙터에서 작업의 기준으로 삼는 한 점입니다. 로봇에게 목표 위치를 줄 때 보통 이 점의 위치와 방향을 지정합니다.
- 관절joint조인트 · 축
두 링크를 이어 서로 움직일 수 있게 하는 부분입니다. 관절 하나가 보통 자유도 하나를 줍니다.
- 그리퍼gripper집게 · 로봇 핸드 · 핸드
물체를 잡고 놓는 엔드 이펙터입니다. 손가락형, 흡착형, 자석형 등이 있고 물체 모양과 무게에 맞춰 고릅니다.
- 링크link암 · 링크 부재
관절과 관절 사이를 잇는 단단한 몸체입니다. 링크의 길이와 질량이 로봇의 도달 범위와 동역학을 정합니다.
- 매니퓰레이터manipulator로봇 팔 · 로봇암 · 로봇팔
링크와 관절을 이어 물체를 잡거나 옮기도록 만든 팔 모양의 기구입니다. 끝에 엔드 이펙터를 달아 일을 합니다.
- 모바일 매니퓰레이터mobile manipulator이동형 매니퓰레이터 · 모바일 매니퓰레이션 로봇
이동 로봇 위에 매니퓰레이터를 얹어 옮겨 다니며 물체를 다루는 로봇입니다. 이동과 팔 동작을 함께 계획해야 합니다.
- 보행 로봇legged robot다리 로봇 · 족형 로봇 · 4족 보행 로봇
바퀴 대신 다리로 걷는 로봇입니다. 계단이나 거친 땅을 지날 수 있지만 균형 제어가 어렵습니다.
- 산업용 로봇industrial robot산업 로봇
공장에서 용접, 도장, 조립, 운반 같은 일을 프로그램대로 반복하는 로봇입니다. 여러 축을 움직여 정해진 자세와 경로를 따릅니다.
- 서보 모터servo motor서보 · 서보모터
엔코더로 위치와 속도를 되먹임받아 지령대로 정밀하게 도는 모터입니다. 로봇 관절 구동에 가장 널리 씁니다.
- 액추에이터actuator구동기 · 구동부
전기, 유압, 공압 에너지를 받아 관절을 움직이는 힘이나 토크로 바꾸는 장치입니다.
- 엔드 이펙터end effector말단 장치 · EOAT · 툴
매니퓰레이터 끝에 달려 실제로 일을 하는 장치입니다. 그리퍼, 용접 토치, 흡착 패드, 드라이버 등이 있습니다.
- 이동 로봇mobile robot모바일 로봇
바퀴나 다리로 스스로 자리를 옮기는 로봇입니다. 위치 추정과 경로 계획이 핵심 기능입니다.
- 이족 보행bipedal locomotion두 발 보행
두 다리로 번갈아 몸을 지탱하며 걷는 동작입니다. 넘어지지 않도록 무게 중심과 발 디딤을 계속 조절해야 합니다.
- 자유도degrees of freedomDOF · DoF
기구가 서로 독립으로 움직일 수 있는 방향의 수입니다. 공간에서 물체의 위치와 방향을 모두 정하려면 6개가 필요합니다.
- 자율 이동 로봇autonomous mobile robotAMR
정해진 선을 따르지 않고 센서로 주변을 파악해 스스로 경로를 정하는 이동 로봇입니다.
- 작업 공간workspace작업 영역 · 도달 범위 · 워크스페이스
엔드 이펙터가 닿을 수 있는 공간 전체입니다. 링크 길이와 관절 가동 범위가 정합니다.
- 협동 로봇collaborative robot코봇 · cobot
사람과 같은 공간에서 일하도록 힘과 속도를 제한하고 접촉을 감지하는 기능을 갖춘 로봇입니다.
- 휴머노이드humanoid robot인간형 로봇 · 휴머노이드 로봇
사람과 비슷하게 두 다리, 두 팔, 몸통을 갖춘 로봇입니다. 사람을 위해 만든 공간과 도구를 그대로 쓰려는 목적으로 만듭니다.
운동학과 동역학 13
- 관절 공간joint space조인트 공간 · 관절 좌표
각 관절의 각도나 변위로 로봇의 상태를 나타내는 공간입니다. 제어기는 결국 이 값으로 모터를 움직입니다.
- 궤적trajectory트래젝토리 · 경로 궤적
경로 위의 각 점에 언제 도달할지 시간까지 붙인 움직임입니다. 위치, 속도, 가속도가 시간의 함수로 정해집니다.
- 동차 변환homogeneous transformation변환 행렬 · 좌표 변환 · 4x4 변환 행렬
회전과 이동을 한 행렬에 묶어 한 좌표계의 값을 다른 좌표계로 옮기는 계산입니다. 여러 변환을 곱해 이어 붙일 수 있습니다.
- 로봇 기구학robot kinematics운동학 · 키네마틱스
힘은 따지지 않고 관절의 움직임과 링크 끝의 위치, 속도 사이의 관계만 다루는 분야입니다.
- 로봇 동역학robot dynamics다이내믹스
관절에 주는 토크와 로봇의 가속도, 질량, 관성, 중력 사이의 관계를 다루는 분야입니다. 빠른 동작과 토크 제어에 필요합니다.
- 반복 정밀도pose repeatability반복 정도 · 반복성
같은 지령으로 같은 자세에 여러 번 갈 때 도착점이 얼마나 모여 있는지 나타냅니다.
- 역기구학inverse kinematicsIK
엔드 이펙터의 목표 위치와 방향이 주어졌을 때 그렇게 만드는 관절 값을 구하는 계산입니다. 답이 여러 개이거나 없을 수 있습니다.
- 위치 정확도pose accuracy절대 정확도 · 절대 정밀도
지령한 자세와 실제로 도착한 자세가 얼마나 가까운지 나타냅니다. 반복 정밀도보다 보통 나쁘며 캘리브레이션으로 개선합니다.
- 자세pose포즈 · 위치·자세
물체나 공구의 위치와 방향을 함께 이르는 말입니다. 3차원에서는 위치 셋과 회전 셋으로 적습니다.
- 자코비안Jacobian야코비안 · 자코비안 행렬
관절 속도와 엔드 이펙터 속도 사이의 관계를 나타내는 행렬입니다. 힘 제어와 특이점 판단에도 씁니다.
- 정기구학forward kinematics순기구학 · FK
관절 값이 주어졌을 때 엔드 이펙터의 위치와 방향을 구하는 계산입니다. 답이 하나로 정해집니다.
- 좌표계coordinate frame프레임 · 좌표 프레임
위치와 방향을 적을 때 기준으로 삼는 원점과 세 축입니다. 로봇에는 베이스, 관절, 공구, 카메라, 작업물마다 좌표계가 따로 있습니다.
- 특이점kinematic singularity특이 자세 · 싱귤래리티
자코비안의 계수가 떨어져 어떤 방향으로는 움직일 수 없게 되는 자세입니다. 근처에서는 작은 이동에도 관절 속도가 크게 튑니다.
제어 11
- 모델 예측 제어model predictive controlMPC
시스템 모델로 앞으로 몇 걸음을 예측해 제약을 지키며 비용이 가장 작은 명령을 매 주기 다시 구하는 제어입니다.
- 모션 제어motion control모션컨트롤 · 운동 제어
모터와 관절이 지령한 위치, 속도, 힘을 따르도록 구동을 조절하는 일입니다.
- 원격 조작teleoperation텔레오퍼레이션 · 원격 조종
사람이 떨어진 곳에서 입력 장치로 로봇을 직접 움직이는 방식입니다. 학습용 시연 데이터를 모을 때도 씁니다.
- 위치 제어position control위치 서보
관절이나 공구가 목표 위치에 가도록 하는 제어입니다. 접촉이 없는 이송 동작에 주로 씁니다.
- 임피던스 제어impedance control임피던스 제어기
로봇이 스프링과 댐퍼처럼 행동하도록 위치 오차와 힘의 관계를 정해 두는 제어입니다. 외력을 받으면 정한 만큼 밀려납니다.
- 전신 제어whole-body controlWBC · 전신 제어기
다리, 몸통, 팔의 관절을 한꺼번에 놓고 균형, 접촉, 손 작업 같은 여러 목표를 우선순위에 따라 함께 푸는 제어입니다.
- 토크 제어torque control전류 제어 · 힘 지령 제어
관절 모터가 내는 토크를 직접 지령하는 제어입니다. 동역학 모델과 함께 써서 부드러운 접촉과 빠른 동작을 만듭니다.
- 티치 펜던트teach pendant교시 펜던트 · 펜던트
작업자가 손에 들고 로봇을 움직이고 프로그램을 만드는 조작반입니다. 비상 정지 버튼과 인에이블 스위치가 달려 있습니다.
- 피드백 제어feedback control폐루프 제어 · 되먹임 제어
센서로 잰 현재 값과 목표 값의 차이를 보고 다음 명령을 고치는 제어 방식입니다.
- 힘 제어force control힘 피드백 제어
공구가 물체에 가하는 힘이 목표 값을 따르도록 하는 제어입니다. 연마, 끼워 맞춤, 접촉 검사에 씁니다.
- PID 제어PID controlPID · 비례 적분 미분 제어
오차, 오차의 누적, 오차의 변화율에 각각 이득을 곱해 더한 값으로 명령을 만드는 피드백 제어입니다. 이득 조정이 성능을 좌우합니다.
인지와 센서 13
- 6D 자세 추정6D pose estimation6자유도 자세 추정 · 물체 자세 추정
영상이나 점군에서 물체의 3차원 위치와 회전을 함께 구하는 일입니다. 로봇이 물체를 집기 전에 필요합니다.
- 관성 측정 장치inertial measurement unitIMU · 관성 센서
가속도계와 자이로로 몸체의 가속도와 회전 속도를 재는 센서입니다. 짧은 시간의 자세 변화를 빠르게 알려 주지만 오래 적분하면 오차가 쌓입니다.
- 깊이 카메라depth cameraRGB-D 카메라 · 3D 카메라 · 뎁스 카메라
색 영상과 함께 픽셀마다 거리를 재는 카메라입니다. 스테레오, 구조광, 비행시간 방식이 있습니다.
- 라이다LiDAR레이저 스캐너 · LIDAR · 레이저 거리 센서
레이저를 쏘아 되돌아오는 시간으로 주변까지의 거리를 재는 센서입니다. 이동 로봇의 지도 작성과 장애물 감지에 씁니다.
- 로봇 인지robot perception인지 · 지각 · 퍼셉션
센서 데이터에서 물체, 위치, 장면 상태 같은 쓸 수 있는 정보를 뽑아내는 기능입니다.
- 센서 융합sensor fusion센서 퓨전 · 다중 센서 융합
성질이 다른 여러 센서의 값을 합쳐 하나의 센서보다 정확하고 안정된 추정을 얻는 일입니다.
- 엔코더encoder인코더 · 회전 엔코더 · 관절 엔코더
모터나 관절의 회전 각도를 재는 센서입니다. 절대식과 증분식이 있으며 위치 제어의 기준이 됩니다.
- 위치 추정localization로컬라이제이션 · 측위
로봇이 이미 가진 지도 안에서 자기 위치와 방향을 알아내는 일입니다. 바퀴 주행 기록과 관성 측정 값으로 예측한 위치를 라이다나 카메라가 본 주변 모습과 지도를 맞춰 고칩니다. 지도를 함께 만들지 않는다는 점에서 SLAM과 다릅니다.
- 칼만 필터Kalman filterKF · 확장 칼만 필터 · EKF
예측 모델과 잡음이 섞인 측정을 불확실성의 크기에 따라 섞어 상태를 추정하는 방법입니다.
- 포인트 클라우드point cloud점군 · 3D 점군
공간의 점들을 좌표로 모아 놓은 데이터입니다. 깊이 카메라와 라이다가 만들며 물체 모양 파악과 충돌 검사에 씁니다.
- 핸드아이 캘리브레이션hand-eye calibration핸드-아이 보정 · 카메라-로봇 캘리브레이션
카메라 좌표계와 로봇 좌표계 사이의 변환을 구하는 일입니다. 카메라가 본 위치로 로봇을 보내려면 먼저 해야 합니다.
- 힘·토크 센서force/torque sensorF/T 센서 · 6축 힘 센서 · 힘 센서
손목이나 관절에 달아 세 방향의 힘과 세 축의 토크를 재는 센서입니다. 힘 제어와 충돌 감지에 씁니다.
- SLAMsimultaneous localization and mapping동시적 위치 추정 및 지도 작성 · 슬램
모르는 공간을 다니며 지도를 만드는 동시에 그 지도 안의 자기 위치를 추정하는 기법입니다.
계획 11
- 경로 계획path planning경로 탐색 · 패스 플래닝
시작점에서 목표점까지 장애물을 피해 가는 길의 모양을 찾는 일입니다. 시간은 따로 붙입니다.
- 내비게이션navigation자율 주행 · 주행
이동 로봇이 위치 추정, 경로 계획, 장애물 회피를 엮어 목적지까지 가는 기능 전체입니다.
- 동작 계획motion planning모션 플래닝 · 운동 계획
시작 상태에서 목표 상태까지 충돌 없이 제약을 지키며 가는 움직임을 찾는 일입니다.
- 빈 피킹bin picking랜덤 피킹 · 무작위 피킹
상자 안에 어지럽게 쌓인 물체를 하나씩 인식해 집어내는 작업입니다. 물체가 겹치고 가려져 있어 한 번 집을 때마다 6D 자세 추정, 파지 계획, 상자 벽과의 충돌 검사를 다시 합니다.
- 샘플링 기반 계획sampling-based planningRRT · PRM
형상 공간에서 무작위로 점을 뽑아 충돌 없는 점끼리 이어 길을 찾는 계획 방식입니다. 관절이 많을 때 씁니다.
- 작업 계획task planning태스크 플래닝 · 상위 계획
목표를 이루기 위해 어떤 동작을 어떤 순서로 할지 정하는 일입니다. 정해진 순서는 동작 계획으로 넘깁니다.
- 장애물 회피obstacle avoidance충돌 회피
움직이는 동안 나타난 장애물을 감지해 경로나 속도를 바꾸는 일입니다. 출발 전에 지도 전체를 보고 세우는 경로 계획과 달리, 센서가 매 주기 보는 가까운 주변만 보고 짧은 시간 안에 반응합니다.
- 충돌 검사collision checking간섭 검사 · 충돌 감지
주어진 자세나 경로에서 로봇이 자기 몸이나 주변 물체와 부딪히는지 계산하는 일입니다.
- 파지 계획grasp planning그래스핑 · 파지점 계산 · 그립 계획
물체를 어디를 어떤 방향으로 잡을지 정하는 일입니다. 물체 자세, 그리퍼 모양, 미끄러짐을 함께 고려합니다.
- 픽앤플레이스pick and place집어 놓기 · 피킹
물체를 집어 정해진 위치에 놓는 작업입니다. 인지, 파지 계획, 동작 계획을 모두 거칩니다.
- 형상 공간configuration spaceC-space · 컨피규레이션 공간
로봇의 모든 관절 값 조합을 한 점으로 나타내는 공간입니다. 충돌하는 조합을 빼고 남은 영역에서 길을 찾습니다.
학습 13
- 강화 학습reinforcement learningRL
행동을 해 보고 받은 보상을 바탕으로 보상의 합이 커지도록 정책을 고쳐 가는 학습 방법입니다.
- 도메인 무작위화domain randomization도메인 랜덤화
시뮬레이션의 질량, 마찰, 조명, 질감 같은 값을 학습마다 무작위로 바꿔 정책이 실제 환경 차이에도 버티게 하는 기법입니다.
- 로봇 파운데이션 모델robot foundation model로봇 기반 모델 · 범용 로봇 모델
여러 로봇과 작업의 대규모 데이터로 미리 학습해 새 작업에 조금만 맞추면 쓸 수 있게 만든 큰 모델입니다.
- 로봇 학습robot learning
사람이 규칙을 다 적지 않고 데이터와 경험에서 로봇의 행동을 익히게 하는 방법 전체입니다.
- 모방 학습imitation learning시연 학습 · 데모 학습
사람이 보여 준 시연을 보고 같은 행동을 하도록 정책을 학습하는 방법입니다.
- 보상 함수reward function보상 설계 · 리워드
강화 학습에서 행동의 결과가 얼마나 좋은지 점수로 매기는 함수입니다. 목표 달성, 에너지 사용, 충돌 같은 항목에 가중치를 붙여 더하는 형태가 많고, 잘못 설계하면 정책이 의도하지 않은 지름길을 배웁니다.
- 시연 데이터demonstration data데모 데이터 · 시연 궤적
사람이 원격 조작이나 직접 교시로 작업을 해 보인 기록입니다. 관측, 행동, 로봇 상태를 시간 순으로 담습니다.
- 월드 모델world model세계 모델
현재 상태와 행동이 주어지면 다음 상태나 관측을 예측하도록 학습한 모델입니다. 실제로 해 보기 전에 결과를 상상해 계획과 학습에 씁니다.
- 정책policy폴리시 · 제어 정책
현재 관측을 받아 다음 행동을 내놓는 함수입니다. 학습의 결과물로 로봇에 실어 돌립니다.
- 행동 복제behavior cloningBC · 행동 클로닝
시연 데이터의 관측과 행동 쌍을 지도 학습으로 그대로 따라 하게 만드는 모방 학습입니다. 시연에 없던 상황에서 오차가 커지기 쉽습니다.
- 현실 격차reality gapsim-to-real 격차 · 시뮬레이션 격차
시뮬레이션과 실제 세계의 물리, 센서, 지연이 달라 생기는 성능 차이입니다.
- sim-to-real 이전sim-to-real transfersim2real · 심투리얼
시뮬레이션에서 학습하거나 검증한 정책을 실제 로봇으로 옮기는 일입니다. 현실 격차 때문에 그대로 옮기면 성능이 떨어지므로 도메인 무작위화, 실측 값으로 시뮬레이터 맞추기, 실제 로봇에서의 추가 학습을 함께 씁니다.
- VLA 모델vision-language-action modelVLA · 시각 언어 행동 모델
카메라 영상과 자연어 지시를 함께 받아 로봇 행동을 바로 출력하는 모델입니다.
시뮬레이션과 소프트웨어 10
- 노드nodeROS 노드
ROS 2에서 한 가지 역할을 맡아 실행되는 프로그램 단위입니다. 센서 드라이버, 인지, 계획, 제어가 각각 노드가 됩니다.
- 로봇 디지털 트윈robot digital twin디지털 트윈 · 디지털트윈
실제 로봇이나 셀의 상태를 데이터로 받아 가상 모델에 계속 반영하는 쌍둥이 모델입니다. 모니터링, 시험, 변경 검토에 씁니다.
- 로봇 시뮬레이션robot simulation시뮬 · 로봇 시뮬레이터
로봇과 주변 환경을 가상으로 만들어 동작, 센서, 제어를 실물 없이 시험하는 일입니다.
- 물리 엔진physics engine물리 시뮬레이터
강체의 운동, 충돌, 마찰, 관절 구속을 수치로 계산해 시간에 따라 갱신하는 소프트웨어입니다.
- 서비스serviceROS 서비스 · 서비스 호출
한 노드가 요청을 보내면 다른 노드가 한 번 응답하는 ROS 2 통신 방식입니다.
- 접촉 모델contact model접촉 역학 모델 · 마찰 모델
물체끼리 닿을 때의 힘과 마찰을 물리 엔진이 계산하는 방식입니다. 집기와 걷기의 시뮬레이션 품질을 크게 좌우합니다.
- 좌표 변환 트리transform treetf · tf2 · TF 트리
로봇의 여러 좌표계를 부모와 자식으로 이어 시간마다 변환을 관리하는 구조입니다. 어느 두 좌표계 사이든 변환을 바로 구할 수 있습니다.
- 토픽topicROS 토픽 · 발행·구독
노드끼리 메시지를 발행하고 구독하는 이름 붙은 통로입니다. 센서 값처럼 계속 흐르는 데이터를 보냅니다.
- ROS 2Robot Operating System 2ROS2 · 로스 2
로봇 소프트웨어를 여러 노드로 나누고 메시지로 잇게 해 주는 오픈소스 미들웨어와 도구 모음입니다.
- URDFUnified Robot Description Format로봇 기술 파일
로봇의 링크, 관절, 질량, 외형, 충돌 모양을 XML로 적는 파일 형식입니다. 시뮬레이터와 ROS 도구가 같이 읽습니다.
안전과 표준 10
- 동력·힘 제한power and force limitingPFL · 힘 제한
로봇이 사람과 닿더라도 다치지 않도록 접촉 힘과 압력을 제한하는 협동 운전 방식입니다.
- 로봇 안전robot safety로봇 안전 설계
로봇이 사람과 설비를 다치게 하지 않도록 설계, 방호, 운전 절차를 갖추는 일입니다.
- 로봇 위험성 평가robot risk assessment위험성 평가 · 리스크 어세스먼트
로봇 셀의 위험 요인을 찾고 위험의 크기를 따져 줄이는 대책을 정하는 절차입니다.
- 방호 공간safeguarded space안전 방호 구역 · 안전 펜스 구역
펜스, 라이트 커튼, 레이저 스캐너 같은 방호 장치로 둘러 사람의 출입을 감시하는 로봇 주변 공간입니다.
- 보호 정지protective stop안전 정지
안전 장치나 안전 기능이 위험을 감지해 로봇을 멈추게 하는 정지입니다. 비상 정지와 달리 자동으로 걸리고 풀릴 수 있습니다.
- 비상 정지emergency stopE-Stop · 비상 정지 버튼 · 이머전시 스톱
사람이 버튼을 눌러 로봇의 모든 위험한 움직임을 즉시 멈추는 기능입니다. 다시 움직이려면 사람이 직접 해제해야 합니다.
- 속도·분리 감시speed and separation monitoringSSM · 속도 및 거리 감시
사람과 로봇 사이 거리를 계속 재어 가까워지면 속도를 줄이거나 멈추는 협동 운전 방식입니다.
- 안전 등급 감시 정지safety-rated monitored stop감시 정지
사람이 협동 공간에 들어오면 로봇이 멈춘 채 대기하고, 정지 상태를 안전 기능이 계속 감시하는 협동 운전 방식입니다.
- 핸드 가이딩hand guiding직접 교시 · 손 안내
작업자가 로봇을 손으로 잡고 끌어 움직이는 협동 운전 방식입니다. 교시에도 씁니다.
- 협동 운전collaborative operation협동 작업 · 협업 운전
사람과 로봇이 같은 작업 공간에서 함께 일하는 운전 방식입니다. 감시 정지, 핸드 가이딩, 속도·분리 감시, 동력·힘 제한으로 나눕니다.