DGIST 연구진, 로봇 통신 지연 분석 ‘수학적 모델’ 개발

2025-02-02

매개변수 변화 따라 폐 형식 표현

통신 지연 최소화 가이드라인 제공

대구경북과학기술원(DGIST)은 지난달 30일 전기전자컴퓨터공학과 박경준 교수팀이 세계 최초로 ‘로봇 운영체제‘(ROS)에서 데이터 분산 서비스(DDS)의 데이터 전달 지연(latency)을 정량적으로 분석할 수 있는 수학적 모델을 개발했다고 밝혔다.

이번 개발한 모델은 통신 과정에서 발생하는 시간 지연을 주요 통신 매개변수 변화에 따라 폐형식(closed-form)으로 표현했으며, 이를 통해 기존에 다루기 어려웠던 통신 지연 문제를 체계적으로 분석할 수 있는 기반을 마련했다는 평가를 받는다.

최근 들어 다양한 로봇 소프트웨어 프레임워크가 개발되고 있으며 그 중 ROS는 꾸준한 발전과 활발한 커뮤니티 지원으로 주목받고 있다.

기존 ‘ROS 1’이 데이터 전송 시 신뢰성과 순서를 보장하기 위해 연결 지향 방식으로 작동하는 인터넷 프로토콜인 Transmission Control Protocol(TCP) 기반 통신을 사용했다.

박 교수팀은 DDS 구조가 통신 시간 지연에 미치는 영향을 정량적으로 평가하기 위해 패킷 전달률(packet delivery ratio), 데이터 주기(data period), 하트비트 주기(heartbeat period) 등 주요 통신 파라미터를 고려한 시간 지연 모델을 제안했다.

연구팀이 35가지 시나리오를 통해 검증한 결과, 제안된 모델이 실제 측정값과 평균 6.88% 오차 범위 내에서 일치하는 것을 확인했다. 이는 ‘ROS 2’ 응용 분야에서 통신 지연을 최소화하기 위한 설계 가이드라인을 제공할 것으로 보인다.

김홍철기자

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