KR101489593B1 - 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법 및 그 장치 - Google Patents

코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법 및 그 장치 Download PDF

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금대현
홍재승
진성호
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Abstract

본 발명은 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 헬름홀츠 코일과 맥스웰 코일의 자기장을 이용하여 마이크로 로봇을 구동시키는 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법에 있어서, 상기 마이크로 로봇의 구동 제어를 위하여 미리 설계된 전류 값을 상기 코일 시스템의 각 코일에 공급하는 단계와, 카메라를 이용하여 상기 마이크로 로봇의 위치 정보를 감시하는 단계와, 상기 설계된 전류 값에 대응하는 설정 위치 정보와 상기 추적된 위치 정보 간의 차이인 오차신호를 기 설정된 임계치와 비교하는 단계와, 상기 오차신호가 상기 임계치 이상이면 PID 제어를 통해 상기 오차신호로부터 제어신호를 연산하는 단계, 및 상기 제어신호를 바탕으로 상기 코일 시스템의 각 코일에 공급되는 전류 값을 보정하는 단계를 포함하는 마이크로 로봇의 제어 방법을 제공한다.
상기 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법 및 그 장치에 따르면, 비젼 장치로부터 획득한 마이크로 로봇의 위치 정보와 기준이 되는 설정 위치 정보로부터 상호 간의 오차 값을 획득하고 이 오차를 보상할 수 있는 제어신호를 PID 제어를 이용하여 생성함에 따라, 빠르고 정확하게 마이크로 로봇을 제어할 수 있는 이점이 있다.

Description

코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법 및 그 장치{Method for controlling micro robot using coil system and method thereof}
본 발명은 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 헬름홀츠 코일과 맥스웰 코일의 자기장을 이용하여 마이크로 로봇을 구동시키는 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법에 관한 것이다.
최근 마이크로 로봇을 이용한 외과적 수술 및 생명공학 분야에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 마이크로 로봇은 국소 부위의 수술에 사용되거나 특정 부위에 약물을 전달하는 의료용 및 단일세포 조작과 같은 생명 공학용 등으로 응용되고 있다.
기존의 전자기장을 이용한 마이크로 로봇의 제어는 헬름홀츠 코일(Helmholtz coil)을 이용하여 코일 사이에 균일한 자기장(uniform magnetic field)를 형성하여 로봇의 방향을 제어하고 맥스웰 코일(Maxwell coil)을 이용하여 균일한 경사 자기장(uniform gradient of magnetic field)을 형성하여 로봇의 이동 속도 제어를 한다. 관련된 배경기술은 국내등록특허 제1128045호에 개시되어 있다.
도 1은 일반적인 원형코일에서의 전자기장을 나타낸다. 원형코일에 전류를 인가하면 자장이 발생한다. 원형코일 중심에서 발생되는 전자기장의 세기는 원형코일 중심에서 가장 크고 중심에서 멀어질수록 점차 작아진다. 이러한 원리를 이용하여 헬름홀츠 코일과 맥스웰 코일을 구성할 수 있다.
도 2는 기존의 헬름홀츠 코일의 구성도이다. 헬름홀츠 코일은 마이크로 로봇의 방향을 제어하는 방향제어 코일로서, 코일 1,2를 포함하는 한 쌍의 원형코일로 구성된다. 도 2의 (a)를 참조하면, 두 원형코일의 규격(반지름, 코일 감은수)은 서로 동일하고, 두 원형코일 사이의 거리는 코일의 반지름(R)과 같다. 원형코일에 인가되는 전류의 크기 및 방향은 두 원형코일 모두에 대해 동일하다. 마이크로 로봇은 자화되어 있어야 하며 두 원형코일 사이의 공간에 위치한다.
도 2의 (b)와 같이, 두 원형코일에 의해 형성되는 자기장의 세기는 각각의 코일에서 생성되는 자기장의 합이다. 즉, 두 원형코일에 의해 형성된 자기장을 합하면 코일 사이에서 '균일 자기장 영역'이 형성된다. 자화된 마이크로로봇은 균일 자기장 영역 내에서는 자기장 방향과 일치하는 방향으로 회전한다.
도 3은 도 2에 맥스웰 코일이 배치된 구성도이다. 맥스웰 코일은 마이크로 로봇의 이동속도를 제어하는 이동속도제어 코일로서 코일A,B를 포함하는 한 쌍의 원형코일로 구성된다. 도 3의 (a)에서 안쪽에 있는 한 쌍의 코일은 헬름홀츠 코일(오렌지색), 바깥쪽에 있는 한 쌍의 코일은 맥스웰 코일(녹색 참조)이다. 맥스웰 코일을 구성하는 두 코일 A,B의 규격(반지름, 코일 감은수)은 서로 동일하고, 두 코일 A,B 사이의 거리는 코일의 반지름에
Figure 112013091430791-pat00001
을 곱한 값과 같다. 또한 두 코일 A,B에 인가되는 전류의 크기는 동일하되 방향은 반대이다. 이는 앞서 헬름홀츠 코일의 경우와는 구별된다.
도 3의 (b)를 참조하면, 두 코일 A,B에 의해서 형성된 자기장의 세기는 각각의 코일에서 생성되는 자기장의 합이다. 다만, 헬름홀츠 코일과는 달리 두 코일 A,B의 전류 방향이 반대이므로, 두 코일 A,B에 의해 형성된 자기장을 합하면 두 코일 사이에서 '균일 경사 자기장 영역'이 형성된다. 여기서, 균일 경사 자기장의 기울기는 마이크로 로봇의 이동 속도를 제어하는 요소로서, 자화된 마이크로 로봇은 균일한 경사 자기장 영역 내에서 자기장의 기울기에 대응하는 속도로 이동한다.
이와 같이 전자기장을 이용한 마이크로 로봇의 제어는 헬름홀츠 코일을 이용하여 코일 사이에 균일한 자계를 형성하여 로봇의 방향을 제어하고 맥스웰 코일을 이용하여 균일한 경사 자계를 형성하여 로봇의 이동 및 속도를 제어한다.
그런데 전자기장은 그 세기 및 방향을 눈으로 확인할 수 없고 마이크로 로봇이 움직이는 공간은 일반적으로 공기 중이 아닌 특수 물질(배지, 물, 기름과 같은 유체)로 채워져 있기 때문에, 여러 구속 조건과 변수들이 발생하며, 이는 로봇의 정확한 제어와 예측을 어렵게 만드는 원인이 된다.
또한 마이크로 로봇은 일반적인 로봇의 위치 제어에 이용되는 센서들을 사용할 수 없기 때문에 정확한 위치 제어를 위해서는 비전 정보를 이용하는 방법이 가장 일반적이다. 그런데, 기존의 마이크로로봇 시스템에서는 사용자가 실시간으로 마이크로 로봇의 위치를 확인하며 제어하는 경우가 대부분으로, 사용자에 따라 제어 능력이 좌우되고 정확도가 떨어질 수 있다.
최근 마이크로 로봇을 이용한 의료 및 생명공학 분야에 많은 연구가 진행되고 있으며, 단일 세포 조작(single cell manipulation)과 응용 분야에서는 보다 정밀한 위치 제어와 경로 추적, 속도 제어 등의 기술을 필요로 한다.
본 발명은, 마이크로 로봇의 제어의 정확도를 향상시킬 수 있는 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법 및 그 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 헬름홀츠 코일과 맥스웰 코일의 자기장을 이용하여 마이크로 로봇을 구동시키는 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법에 있어서, 상기 마이크로 로봇의 구동 제어를 위하여 미리 설계된 전류 값을 상기 코일 시스템의 각 코일에 공급하는 단계와, 카메라를 이용하여 상기 마이크로 로봇의 위치 정보를 감시하는 단계와, 상기 설계된 전류 값에 대응하는 설정 위치 정보와 상기 추적된 위치 정보 간의 차이인 오차신호를 기 설정된 임계치와 비교하는 단계와, 상기 오차신호가 상기 임계치 이상이면 PID 제어를 통해 상기 오차신호로부터 제어신호를 연산하는 단계, 및 상기 제어신호를 바탕으로 상기 코일 시스템의 각 코일에 공급되는 전류 값을 보정하는 단계를 포함하는 마이크로 로봇의 제어 방법을 제공한다.
여기서, 상기 위치 정보는, 상기 마이크로 로봇의 정렬 방향 또는 이동 속도에 관한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 PID 제어를 수행하는 단계는, 상기 위치 정보에 포함된 각각의 정보 별로 상기 PID 제어를 개별 수행하되, 상기 정렬 방향을 대상으로 하여 연산된 제1 제어신호는 상기 헬름홀츠 코일에 공급되는 전류 값의 보정에 사용되고, 상기 이동 속도를 대상으로 하여 연산된 제2 제어신호는 상기 맥스웰 코일에 공급되는 전류 값의 보정에 사용될 수 있다.
그리고, 본 발명은 헬름홀츠 코일과 맥스웰 코일의 자기장을 이용하여 마이크로 로봇을 구동시키는 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 장치에 있어서, 상기 마이크로 로봇의 구동 제어를 위하여 미리 설계된 전류 값을 상기 코일 시스템의 각 코일에 공급하는 모션 제어부와, 상기 코일 시스템의 상단에 설치된 카메라를 이용하여 상기 마이크로 로봇의 위치 정보를 감시하는 영상 감시부와, 상기 설계된 전류 값에 대응하는 설정 위치 정보와 상기 추적된 위치 정보 간의 차이인 오차신호를 기 설정된 임계치와 비교하는 오차 비교부, 및 상기 오차신호가 상기 임계치 이상이면 PID 제어를 통해 상기 오차신호로부터 제어신호를 연산하는 PID 제어부를 포함하며, 상기 모션 제어부는 상기 제어신호를 바탕으로 상기 코일 시스템의 각 코일에 공급되는 전류 값을 보정할 수 있다.
본 발명에 따른 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법 및 그 장치에 따르면, 비젼 장치로부터 획득한 마이크로 로봇의 위치 정보와 기준이 되는 설정 위치 정보로부터 상호 간의 오차 값을 획득하고 이 오차를 보상할 수 있는 제어신호를 PID 제어를 이용하여 생성함에 따라, 빠르고 정확하게 마이크로 로봇을 제어할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 원형코일에서의 전자기장을 나타낸다.
도 2는 기존의 헬름홀츠 코일의 구성도이다.
도 3은 도 2에 맥스웰 코일이 배치된 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 장치의 구성도이다.
도 5는 도 4를 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 사용되는 PID 제어의 원리를 나타내는 구성도이다.
도 7은 도 6을 본 발명의 실시예에 적용한 개념도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 헬름홀츠 코일과 맥스웰 코일의 자기장을 이용하여 마이크로 로봇을 구동시키는 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 마이크로 로봇의 비젼(vision) 피드백 정보와 PID 제어기를 이용하여 마이크로 로봇의 제어의 정확도를 높일 수 있다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 코일 시스템 및 이 코일 시스템에 의해 구동되는 마이크로 로봇에 대하여 간단히 설명한다.
코일 시스템은 헬름홀츠 코일에 의해 형성된 균일 자기장을 통해 마이크로 로봇의 방향을 제어하고, 맥스웰 코일에 의해 형성된 균일 경사 자기장을 통해 마이크로 로봇의 이동 속도 제어를 한다. 코일 시스템에 대한 보다 구체적인 구성 및 원리는 배경기술 또는 기 공지된 사항을 참조한다.
마이크로 로봇은 전자기장에 의해서 방향 및 속도가 제어되며, 전자기장에 반응하기 위해서 강자성체(Hard magnet) 또는 연자성체(Soft magnet) 성질을 가진다. 이러한 마이크로 로봇은 균일한 자기장 내에서는 자기장의 방향과 마이크로 로봇의 자화 방향이 일치하는 방향으로 회전하고, 균일한 경사 자기장 내에서는 자기장의 기울기에 대응하는 속도로 이동한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 로봇의 제어 장치 및 방법에 관하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 장치의 구성도이고, 도 5는 도 4를 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법의 흐름도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 로봇의 제어 장치(100)는 모션 제어부(110), 영상 감시부(120), 오차 비교부(130), PID 제어부(140)를 포함한다.
마이크로 로봇(20)의 구동 제어를 위하여 우선 아래와 같은 과정을 수행한다. 먼저 시뮬레이션부(미도시)는 미리 설정된 정렬 방향 및 이동 속도로 구동하기 위한 코일 시스템(10)의 전류 값을 시뮬레이션을 통해 획득한다(S510). 이러한 S510 단계는 설정된 이동 경로(이동 방향 및 속도 정보)에 대응하는 제어용 전류 값을 각 시점별로 시뮬레이션을 통해 계획하는 과정에 해당된다. 즉, 시뮬레이션부는 원하는 이동 방향과 속도로 마이크로 로봇(20)을 구동시키기 위한 정렬 방향 및 이동 속도의 설정 값을 입력받은 다음 그에 대응하는 전류 값을 출력한다.
이후, 모션 제어부(110)는 상기와 같이 마이크로 로봇(20)의 구동 제어를 위하여 미리 설계된 전류 값을 상기 코일 시스템(10)의 각 코일에 공급한다(S520). 각 코일에 전류 값이 공급됨에 따라 전자기장이 형성되고 마이크로 로봇(20)은 그에 대응하는 방향 및 속도로 구동하게 된다.
다음, 영상 감시부(120)는 코일 시스템(10)의 상단에 설치되어 있으며, CCD 카메라를 이용하여 상기 마이크로 로봇(20)의 위치 정보를 감시한다(S530). 여기서, 위치 정보란 상기 마이크로 로봇(20)의 정렬 방향(이동 방향), 이동 속도에 관한 정보를 포함한다.
이러한 영상 감시부(120)는 마이크로 로봇(20)의 위치와 움직임을 확인 및 추적한다. 여기서 획득 이미지를 기 저장된 템플릿 이미지와 비교하는 영상 정보 처리 과정을 수행할 수 있다(S540). 예를 들어, 마이크로 로봇(20)의 정렬 방향은 곧 상기 이동 방향에 해당하는 것으로서, 정렬 방향의 검사는 템플릿 이미지 매칭 방법을 이용할 수 있다. 물론, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
물론, 영상 감시부(120)는 마이크로 로봇(20)의 시간에 따른 위치를 바탕으로 마이크로 로봇(20)의 속도 및 방향을 감지할 수도 있다. 이를 통해 마이크로 로봇(20)의 현재 위치 정보와 이동 경로를 파악하고 추적할 수 있다.
이후, 오차 비교부(130)는 상기 설계된 전류 값에 대응하는 설정 위치 정보와 상기 추적된 위치 정보 간의 차이인 오차신호를 기 설정된 임계치와 비교한다(S550). 예를 들어, 현재 추적된 정렬 방향과 기 설정된 정렬 방향을 비교하고, 추적된 이동 속도와 기 설정된 이동 속도를 비교하며, 각 경우의 차이 값을 해당 임계치와 각각 비교한다. 이러한 비교 과정은 마이크로 로봇(20)이 구동되는 과정에서 실시간 수행하도록 하여 추후 오차가 빠르고 정확하게 보정될 수 있게 한다.
여기서, 일반적으로 마이크로 로봇(20)의 응용 분야는 외과적 수술이나 생명공학 분야로서, 마이크로 로봇(20)이 움직이는 공간은 공기 중이 아닌 특수 물질(배지, 물, 기름과 같은 유체)로 채워져 있기 때문에 여러 구속 조건과 변수들이 발생하게 되고 이는 정확한 제어와 예측을 어렵게 만드는 원인이 된다.
앞서 시뮬레이션을 통한 출력 값은 상기와 같은 모든 환경 변수를 고려한 값이 아니므로 마이크로 로봇(20)의 실제 움직임과 설정 값 사이에는 오차가 발생할 수밖에 없다. 만약 오차가 허용 범위 이내이면 해당 오차는 무시해도 좋지만 허용 범위를 벗어난 경우는 보정이 필요하다.
즉, 본 실시예에서는 상기 오차신호가 상기 임계치 미만이면 허용 오차범위에 해당되므로 기 설계된 전류 값대로 마이크로 로봇(20)의 구동을 지속해도 무관하다. 즉, S520 단계에 따른 동작을 계속 수행한다.
그러나, 상기 오차 신호가 상기 임계치 이상이면 오차를 최소화시킬 수 있도록 PID(Proportional-Integral-Derivative; 비레-적분-미분) 제어를 수행한다. 즉, PID 제어부(140)는 상기 오차 신호가 임계치 이상인 경우 PID 제어 과정을 통하여 상기 오차신호로부터 제어신호를 연산한다(S560).
이후, 모션 제어부(110)는 상기 제어신호를 바탕으로 상기 코일 시스템(10)의 각 코일에 공급되는 전류 값을 보정한다. 즉, 모션 제어부(110)는 오차를 보상하기 위한 출력값을 PID 제어부(140)로부터 제공받아 코일 시스템(10)을 동작시킨다.
여기서, 마이크로 로봇(20)의 정렬 방향을 대상으로 하여 연산된 제1 제어신호는 상기 헬름홀츠 코일에 공급되는 전류 값의 보정에 사용되고, 마이크로 로봇(20)의 이동 속도를 대상으로 하여 연산된 제2 제어신호는 상기 맥스웰 코일에 공급되는 전류 값의 보정에 사용된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 사용되는 PID 제어의 원리를 나타내는 구성도이다. PID 제어기를 이용한 제어방식은 설정값(setpoint)과 피드백을 통해 얻는 시스템의 출력인 현재 값(PV;Present Value)을 비교하여 오차를 산출하고 이를 바탕으로 제어값을 계산하여 시스템에 공급되는 제어신호를 조절하는 방식으로 오차를 줄여나가는 제어방법이다.
본 실시예의 경우 설정값(setpoint)은 기준이 되는 정렬 각도 및 이동 속도이고 현재 값(PV)은 비젼 피드백 정보인 추적된 정렬 각도 및 이동 속도에 해당된다. 여기서, PID 제어기로 입력되는 값은 시스템의 출력값(PV)과 시스템이 출력해야하는 설정값(Setpoint)의 차인 오차신호(Error)이다. PID 제어기는 이 오차신호(Error)를 아래의 수학식 1과 같이 수학적으로 처리하여 제어신호 u(t)를 계산한다. 제어신호 u(t)는 모션 제어부(110)로 전달되어 마이크로 로봇(20)의 구동 오차를 보상하는데 사용된다.
Figure 112013091430791-pat00002
여기서 Kp는 오차신호 e(t)에 곱해지는 비례이득, Ki는 오차신호 e(t)를 적분한 값에 곱해지는 적분이득, Kd는 오차신호 e(t)를 미분한 값에 곱해지는 미분이득이다.
비례이득 Kp의 값은 시스템의 응답 속도를 높이는 효과가 있으나 정상상태 오차(steady state error)를 없애지 못한다. 그러나 적분이득 Ki는 정상상태 오차를 제거하는 효과를 가지며, 미분이득 Kd는 시스템의 안정도를 향상시키는 효과가 있어서 오버슈트(overshoot; 현재값의 급변이나 외란)을 줄이고 과도응답 특성을 향상시키는 역할을 한다. PID 제어기는 모든 이득값이 0 이 아닌 값을 가져야만 하는 것은 아니며, 각각의 이득의 조합으로 PI 혹은 PD 제어기가 만들어질 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, CCD 카메라의 영상처리를 통해 마이크로 로봇(20)의 정렬 방향과 이동 속도를 확인할 수 있으며, 이 두 데이터를 설정값과 비교하여 각각의 오차를 구하게 된다. 만약, 오차 값이 허용 범위보다 큰 경우 오차값은 PID 제어부(140)로 입력되고, PID 제어부(140)는 오차를 최소화하는 방향으로 제어신호를 조절하여 모션 제어부(110)에 제공할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법 및 그 장치에 따르면, 비젼 장치로부터 획득한 마이크로 로봇의 위치 정보와 기준이 되는 설정 위치 정보로부터 상호 간의 오차 값을 획득하고 이 오차를 보상할 수 있는 제어신호를 PID 제어를 이용하여 생성함에 따라, 빠르고 정확하게 마이크로 로봇을 제어할 수 있는 이점이 있다.
이러한 본 발명의 제어 방법을 사용할 경우, 사용자의 수동 제어가 필요 없이 자동으로 비전 정보를 이용하여 설정 값과의 오차를 구하고 이를 PID 제어기를 통해 실시간 보정하기 때문에 빠르고 정확하게 마이크로 로봇을 제어할 수 있다. 따라서, 사용자의 수동 제어 시에 제어 능력의 편차가 발생하고 정확도가 저하되는 문제를 해결할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 코일 시스템 20: 마이크로 로봇
100: 마이크로 로봇 제어 장치 110: 모션 제어부
120: 영상 감시부 130: 오차 비교부
140: PID 제어부

Claims (6)

  1. 헬름홀츠 코일과 맥스웰 코일의 자기장을 이용하여 마이크로 로봇을 구동시키는 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 방법에 있어서,
    상기 마이크로 로봇의 구동 제어를 위하여 미리 설계된 전류 값을 상기 코일 시스템의 각 코일에 공급하는 단계;
    카메라를 이용하여 상기 마이크로 로봇의 위치 정보를 감시하는 단계;
    상기 설계된 전류 값에 대응하는 설정 위치 정보와 상기 추적된 위치 정보 간의 차이인 오차신호를 기 설정된 임계치와 비교하는 단계;
    상기 오차신호가 상기 임계치 이상이면 PID 제어를 통해 상기 오차신호로부터 제어신호를 연산하는 단계; 및
    상기 제어신호를 바탕으로 상기 코일 시스템의 각 코일에 공급되는 전류 값을 보정하는 단계를 포함하며,
    상기 위치 정보는 상기 마이크로 로봇의 정렬 방향 및 이동 속도에 관한 정보를 포함하며,
    상기 PID 제어를 수행하는 단계는,
    상기 위치 정보에 포함된 각각의 정보 별로 상기 PID 제어를 개별 수행하되,
    상기 정렬 방향을 대상으로 하여 연산된 제1 제어신호는 상기 헬름홀츠 코일에 공급되는 전류 값의 보정에 사용되고, 상기 이동 속도를 대상으로 하여 연산된 제2 제어신호는 상기 맥스웰 코일에 공급되는 전류 값의 보정에 사용되는 마이크로 로봇의 제어 방법.
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  4. 헬름홀츠 코일과 맥스웰 코일의 자기장을 이용하여 마이크로 로봇을 구동시키는 코일 시스템을 이용한 마이크로 로봇의 제어 장치에 있어서,
    상기 마이크로 로봇의 구동 제어를 위하여 미리 설계된 전류 값을 상기 코일 시스템의 각 코일에 공급하는 모션 제어부;
    상기 코일 시스템의 상단에 설치된 카메라를 이용하여 상기 마이크로 로봇의 위치 정보를 감시하는 영상 감시부;
    상기 설계된 전류 값에 대응하는 설정 위치 정보와 상기 추적된 위치 정보 간의 차이인 오차신호를 기 설정된 임계치와 비교하는 오차 비교부; 및
    상기 오차신호가 상기 임계치 이상이면 PID 제어를 통해 상기 오차신호로부터 제어신호를 연산하는 PID 제어부를 포함하며,
    상기 모션 제어부는 상기 제어신호를 바탕으로 상기 코일 시스템의 각 코일에 공급되는 전류 값을 보정하며,
    상기 위치 정보는 상기 마이크로 로봇의 정렬 방향 및 이동 속도에 관한 정보를 포함하며,
    상기 PID 제어부는,
    상기 위치 정보에 포함된 각각의 정보 별로 상기 PID 제어를 개별 수행하되,
    상기 정렬 방향을 대상으로 하여 연산된 제1 제어신호는 상기 헬름홀츠 코일에 공급되는 전류 값의 보정에 사용되고, 상기 이동 속도를 대상으로 하여 연산된 제2 제어신호는 상기 맥스웰 코일에 공급되는 전류 값의 보정에 사용되는 마이크로 로봇의 제어 장치.
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