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Abstract 크레인을 이용한 블록의 탑재 작업은 선박이나 해양 구조물의 제작 과정에서 매우 중요한 공정 중 하나이다. 블록의 탑재 과정에서 블록의 거동 제어가 정확하게 수행되지 못하거나 환경 외력 등에 의해 예기치 못한 흔들림이나 회전 등이 발생할 경우, 타 블록 또는 구조물과의 충돌 등과 같은 위험이 발생할 수 있다. 블록의 탑재 작업에서 블록의 거동은 크레인과 와이어, 이퀄라이저 (equalizer)와 같이 블록과 연결된 복잡한 장치에 의해 간접적으로 제어된다. 특히, 블록과 연결된 이들의 움직임을 예측하기 힘들기 때문에, 블록의 거동을 제어하는 것이 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 블록의 거동, 즉 자세를 제어하기 위해 최근 인공 지능 및 자동 제어 분야에서 활발히 사용되는 방법인 심층 강화 학습 (deep reinforcement learning)을 적용하였다. 연속적이고 복잡한 블록의 자세를 효과적으로 표현하기 위해서 강화 학습의 상태 (state) 및 행동 (action)을 심층 학습의 인공 신경망 (neural network)를 통해 표현하였으며, actor-critic 알고리즘 중 하나인 PPO (Proximal policy optimization) 알고리즘을 이용하여 블록의 자세 제어를 수행하였다. 블록의 현재 위치 및 자세를 인공 신경망의 입력 정보로 설정하였으며, 각 와이어를 감아 올리는 속도를 출력 정보로 설정하여 학습을 수행하였다. 제안된 방법의 효용성을 검증하기 위해 강화 학습 모델을 적용하여 블록 탑재 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 기존의 자세 제어 방법과 비교하였다. 그 결과, 제안된 방법이 기존 방법에 비해 효과적으로 블록의 거동을 최소화하며 블록 탑재를 수행하는 것을 확인하였다.
Publication Date 2020-11-05

전도현, 노명일, 이혜원, "딥 러닝 기반 크레인 와이어 제어를 통한 리프팅 블록의 거동 최소화", 2020년도 대한조선학회 추계학술발표회, 창원, pp. 359, 2020.11.05-06


  1. No Image 22Mar
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    전도현, 노명일, 함승호, 이혜원, "리프팅 블록의 평형 자세 제어를 위한 강화 학습 기반의 골리앗 크레인 제어 방법 연구", 2018년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 제주, pp. 513, 2018.05.24-25

  2. No Image 06Sep
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    전도현, 노명일, 이혜원, 함승호, "탑재 안전성을 위한 블록의 초기 자세 결정 방법", 2017년도 대한조선학회 추계학술발표회, 여수, 2017.11.02-03

  3. No Image 17Dec
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    전도현, 노명일, 이혜원, 함승호, "심층 강화 학습 기반의 와이어 로프 제어를 통한 블록의 움직임 최소화", 2020년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 339, 2020.02.05-08

  4. No Image 16Feb
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    전도현, 노명일, 이혜원, 함승호, "블록의 특성을 고려한 크레인의 와이어 제어 방법", 2022년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 제주, 2022.02.09-12

  5. No Image 30Aug
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    전도현, 노명일, 이혜원, 함승호, "블록의 초기 평형 자세 탐색을 위한 와이어로프의 장력 최적화 방법 연구", 2017년도 한국CDE학회 하계학술발표회, 서울, pp. 1, 2017.08.17-18

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    전도현, 노명일, 이혜원, 하지상, 진은석, 김인일, "딥 러닝 기반 자율 운항 선박의 충돌 회피 방법 연구", 2019년도 대한조선학회 추계학술발표회, 경주, pp. 429, 2019.10.24-26

  7. No Image 06Aug
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    전도현, 노명일, 이혜원, 하지상, "선박 충돌 회피 문제에 대한 강화 학습의 효용성", 2020년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 부산, pp. 167, 2020.07.22-23

  8. No Image 28Dec
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    전도현, 노명일, 이혜원, 조영민, 진은석, 유동훈 "선박 정보의 불확실성을 고려한 확률론적 충돌 위험도 산정", 2021년도 한국CDE학회 하계학술발표회, 제주, pp. 94, 2021.08.25-28

  9. No Image 26Apr
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    전도현, 노명일, 이혜원, 유동훈, 진은석 "입력 데이터의 불확실성과 복잡한 조우 상황을 고려한 충돌 위험도 평가 방법", 2023년도 대한조선학회 춘계학술발표회, 부산, pp. 442, 2023.05.02-04

  10. No Image 13Feb
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    전도현, 노명일, 이혜원, 유동훈, "연안 적용을 위한 충돌 위험도 산정 및 충돌 회피 경로 생성 방법", 2023년도 한국CDE학회 동계학술발표회, 평창, pp. 49, 2023.02.08-11

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