전체 로봇과 물체를 하나의 과제로 정의한다
이동 매니퓰레이터는 이동 베이스에 한 개 이상의 팔이 결합된 시스템이다. 베이스 위치를 바꾸고 정지한 뒤 팔로 조작하는 순차 구성과, 베이스/팔을 함께 움직이는 동시 구성은 전제가 다르다. 양팔도 서로 다른 물체를 분담할 수 있고 하나의 물체를 함께 지지할 수 있다. 프로젝트 요구는 어느 구성인지, 물체/목적 pose와 역할·유지/인계·시간/중단·성공 기준부터 정한다.
Modern Robotics 저자 13.5는 베이스/장착/팔 변환의 연결과 바퀴/팔의 결합 운동을 설명한다. Mobile ALOHA 저자 프로젝트는 전신 시연과 이동 양팔 모방학습을 결합한 연구 사례다. 아래 작은 좌표/하중 표는 그 하드웨어/학습이나 성과를 재현한 것이 아니다. 특정 로봇을 설치하지 않아도 요구·결합 제약/실패를 판정하는 캡스톤 문서를 완성한다.
configuration은 여기서 베이스 pose와 좌/우 팔 관절값 등 전체 로봇의 자세 변수 묶음이다. 개별 팔의 IK 후보만 검사하지 않고 베이스/양팔·운반 물체가 만드는 전체 형상/경로와 joint/velocity·접촉/구동 전제를 함께 본다. 베이스 정지 가정이 깨지면 고정 베이스로 계산한 TCP 목표도 다시 확인해야 한다.
공통 frame에 좌표와 시각을 연결한다
W는 고정 평면 frame, B는 베이스 frame으로 정한다. 열벡터 p_B는 B에서 나타낸 TCP 위치, p_W는 같은 물리점을 W에서 나타낸 위치다. R_WB는 B 좌표를 W 방향으로 바꾸는 회전이고 t_WB는 W에서 본 B 원점 위치다. z/팔 장착 높이는 이 2D 계산에서 제외하며 실제 장치의 3D 장착은 별도 계약이다.
그림 M32.03-1. 각 칸은 서로 다른 역할/근거다. 아래 방향은 자료/처리의 연결이며 실제 성공을 자동으로 보장하지 않는다. 직접 제작한 개념도이며 본문의 조건과 함께 읽는다.
이 R은 평면에서 B의 방향이 W에 대해 +90도(π/2 rad)인 경우다. t_WB=(1,0) m, p_B=(0.4,0.1) m면 회전 결과 (−0.1,0.4)에 이동을 더해 p_W=(0.9,0.4) m다. 로컬 x를 그냥 world x에 더해 (1.4,0.1)로 쓰면 방향을 무시한 것이다. TCP/물체·장착·카메라의 frame 이름/방향과 변환 시각을 모두 남긴다.
같은 방향을 유지한 베이스가 W의 +x로 0.02 m 이동해도 TCP를 W에서 고정하려면 팔의 로컬 위치가 보상해야 한다. 필요한 W 상대 변화는 (−0.02,0)이고 R의 역인 전치 R^T를 곱하면 B 변화는 (0,+0.02) m다. 단순히 팔 로컬 x를 −0.02로 바꾸는 것이 아니다. 이는 회전이 일정한 위치 보상일 뿐 관절 속도/IK·도달성과 실제 추종을 해결한 것은 아니다. 베이스가 회전하면 추가 회전 효과도 포함해야 한다.
양팔의 목표가 같은 강체를 나타내는지 확인한다
별도의 1D 병진 모형에서 두 파지점이 강체 물체 기준으로 g_L=−0.2 m/g_R=+0.2 m에 고정되어 있다고 하자. 두 점과 물체의 방향은 변하지 않으며 같은 B frame/시각이다. 물체 위치 x_O가 주어지면 좌/우 접점 위치는 x_L=x_O+g_L, x_R=x_O+g_R다. 이 모형은 실제 grasp pose/회전·접촉 유연성을 제외한 기하 검사다.
x_L=0.2/x_R=0.6 m이면 각 팔이 의미하는 물체 위치는 x_L−g_L=0.4, x_R−g_R=0.4 m로 일치한다. 후보가 x_L=0.23/x_R=0.59 m로 바뀌면 각각 0.43/0.39 m를 요구한다. 두 추정 차이는 0.04 m이고 합성 허용 일치 차이 0.01 m를 넘는다. 좌/우 팔이 각각 도달 가능하다는 사실만으로 공동 물체 제약이 맞지 않는다.
두 추정 평균 0.41 m로 물체 목표를 덮어쓰면 요구 접점은 0.21/0.61 m인데 실제 후보 0.23/0.59와 각각 0.02 m 다르다. 평균을 적었다고 모순이 사라지지 않는다. 공동 후보/경로·현재 파지/물체 자세와 힘/유연성·내부 응력을 확인해야 한다. 하나의 강체를 양팔이 잡으면 서로 다른 목표를 강제로 추종하려는 힘이 생길 수 있어 개별 위치 제한만으로 판단하지 않는다.
시간 정합과 하중 분담도 별도 관문이다
같은 clock에서 한 팔의 관측/명령이 다른 팔보다 0.020 s 늦고 상대 운동 속도가 일정한 0.3 m/s라면 단순 위치 차이 크기는 0.006 m=6 mm다. 이 시차 오차는 앞의 물체 제약/보정·추종 오차에 더해 고려한다. 동일한 발행 stamp가 실제 적용 시각도 같다는 증거는 아니다. 관측/추론/통신·제어 적용과 양팔/베이스의 ID/나이·재시작/sequence를 연결한다.
별도 정적 모형에서 무게 10 N인 물체를 양끝이 같은 높이로 대칭 지지하고 무게중심이 가운데 있으며 다른 힘/가속이 없으면 수직 지지력은 각 5 N이다. 합력이 10 N이고 가운데에 대한 모멘트가 상쇄되기 때문이다. 각 지지력에 수직인 가상 관절 지레팔이 0.2 m라면 해당 힘의 관절 토크 크기는 각 1 N·m다.
이 수치는 실제 팔의 payload/토크 정격이나 그리퍼 압력을 정한 것이 아니다. 무게중심이 치우치거나 베이스가 가속/회전하면 분담이 바뀌고 접촉/마찰·내부 힘도 남는다. 지지력이 같다는 가정만으로 미끄러짐/관절 토크·균형이 보장되지 않는다. 힘/토크 센서가 무엇을 직접 측정하는지와 구동/부하 모형·현재 상태를 별도 확인한다.
단계별 감독과 비교 실험을 설계한다
순차 과제라면 베이스 도착/정지와 재관측·그립/물체 확인 뒤 조작을 시작한다. 동시 과제라면 허용 베이스/팔 운동·공동 궤적/시간/접촉 조건을 묶어 관리한다. 한 팔이 중단/미상인데 다른 팔/베이스만 계속 움직여도 되는지 공동 물체/현재 상태에 맞는 정책이 필요하다. 중단 요청·수락을 실제 동시 정지/물체 유지로 보고하지 않는다.
장비 없는 비교 표에는 정상/베이스 방향 변경·양팔 불일치/시차·물체 이동/관측 만료·한 팔 피드백 누락을 넣는다. 각 행에 예상 제약/미상·거부 이유와 필요한 다음 증거를 적는다. 기준 버전·입력/출력·공통 물체/시각과 새 목표·제한 뒤 전체 경로를 다시 확인하는지 추적한다. 단순 FK/한 시점 기하를 실제 협응 성공으로 세지 않는다.
평가 리포트는 같은 조건의 순차/동시·단일/공동 조작을 비교할 때 과업/관측/행동 계약과 시간/성공 정의·개입/미상을 맞춘다. 연구 프로젝트의 성공률을 자신의 합성 표나 다른 팔의 성과로 인용하지 않는다. 기존 4.3 TF, 5.3 데이터와 6.5 배포를 연결해 전신 관측/행동·실제 결과의 근거를 보존하자.
선택 과제·공통 산출물/기본 평가 안내 열기: 세 과제 중 하나를 선택하고 M32.05/.06에 연결한다. 장비 없는 기본 기준과 선택 실물 확장 기준을 구분한다.