• 제어로봇시스템학회지
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• 제21권2호
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• pp.25-30
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• 2015

본 논문에서는 간병인의 도움없이 자가 보행 재활에 효과적으로 사용될 수 있는 새로운 개념의 가슴 착용형 로봇을 개발하였다. 개발된 로봇의 특징은 크게 세 가지로 나뉜다. 첫째, 구조적 특징으로써, 하박에 착용하는 기존 지팡이 타입의 엘보 크러치와 달리 개발된 로봇은 가슴에 착용되어 착용자의 두 팔을 자유롭게 하는 동시에 팔의 부담을 제거하여 준다. 둘째는 구동 알고리즘의 특징으로써, 가슴부에 부착된 압력센서로부터 사용자의 보행의도를 자동적으로 인식하여 로봇의 다리를 이동시킨다. 또한 착용자의 안전을 위해 초음파 센서를 이용하여 착용자 전방에 장애물이 나타날 시 보행을 멈추고 경고음을 발생시킨다. 마지막으로, 스카치요크 메커니즘을 사용하여 지지다리의 상승과 하강 시 지면 반발력으로 인하여지지 발 상/하강 모터에 과도한 토크가 부과되지 않도록 하였다. 이러한 세 가지 특징으로부터 개발된 로봇이 자가 보행 재활에 효과적으로 사용될 수 있음을 실험적으로 보였으며, EMG (Electromyography) 센서를 이용하여 근력 보조 성능을 정량적으로 검증하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2006년도 춘계학술발표대회
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• pp.1463-1466
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• 2006

이동형 로봇을 위한 아키텍처가 제안된다. 제안되는 로봇 아키텍처는 하이브리드 deliberative/reactive 타입이다. 아키텍처는 세 층으로 구성되는데 deliberation 층, 태스크 실행 층, reactive 층이다. 태스크 실행 층에 공용 메시지 박스를 두어서 세 층간의 메시지 교환 용도로 사용한다. 시스템의 구성 모듈은 서로 독립적으로 작동하고 다른 모듈과의 메시지 교환은 메시지 박스를 통해서 이루어지도록 하여 시스템의 확장성과 유연성이 확보된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3873-3879
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• 2010

서비스 로봇은 사람이 생활하는 환경에서 동작한다. 이런 환경에서는 일반적인 휠베이스 모빌러티(Mobility) 방식의 이동로봇은 동적인 장애물과 정적인 장애물에 둘러싸여 있으므로 로봇의 움직임에 있어 자유로운 주행에 제약을 받게 된다. 이것은 소위 비홀로노믹(Non-Holonomic) 시스템 특성으로 주행 중인 이동로봇은 장애물을 만나면 별도의 조향장치를 사용하거나 차동 휠 구조 로봇의 회전 과정을 수행한 후 이동하고자 하는 방향으로 진행할 수 있다. 이런 장애물을 신속하게 회피하려면 홀로노믹(Holonomic) 시스템 특성이 필요하다. 홀로노믹 시스템은 별다른 회전과정 없이 단순히 좌우로 이동만 하면 된다. 이러한 특성으로 민첩하게 주행할 수 있고 좁은 공간에서 비홀로노믹 로봇보다 효율적이고 자유로운 주행이 가능하다. 그러므로 본 논문에서는 세 개의 옴니휠(Omni-wheels)을 사용한 홀로노믹 이동로봇 시스템을 개발한다. 세 개의 옴니휠을 사용한 이동로봇의 동역학과 모터 비선형 운동방정식을 고려한 정밀한 비선형 동역학 모델을 유도하여 제시한다. 유도된 식을 통해 각각의 모터 속도를 계산하고. 기본 속도제어기로는 PID방식을 사용한다. 그런데, 옴니휠을 이용한 홀로노믹 이동로봇의 추적제어는 정확한 방위각 센싱 데이터와 기준값(Reference Value)을 필요로 한다. 방위각 센싱은 부정확성과 불확실성(Uncertainty)을 갖는다. 부정확성은 센서 시스템의 노이즈와 얼라이어싱(Aliasing)으로 인하여 발생하고, 불확실성은 모바일 로봇의 왜란(Disturbance)과 미끄러짐(Slip)으로 발생한다. 본 논문에서는 퍼지 논리 추론에 의한 퍼지 방위각 추정기(Estimator)를 개발하여 방위각 제어의 새로운 개념을 제시한다. 끝으로, 퍼지 방위각 추정을 이용한 세 개의 전 방향 바퀴 구조의 이동로봇이 실시간으로 제어되는 실험을 통하여 이동로봇 시스템의 성능을 분석한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.669-674
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• 2012

본 논문은 아이폰을 사용하여 WiFi 통신을 기반으로 이동로봇을 원격 제어하는 연구에 대하여 다룬다. 무선제어를 위하여 다음과 같은 세 가지 인터페이스를 제안 한다 : 기울기 모드, 방향 터치 모드, 조그셔틀 모드. 세 가지 인터페이스를 평가하기 위해 모니터에 그려진 궤적을 아이폰의 인터페이스를 사용하여 가상 로봇을 제어 하였다. 세 가지 인터페이스의 장단점을 분석하기 위해 표준편차와 오차가 시뮬레이션에서 분석되었다. 제안된 인터페이스는 추가비용이 별도로 필요한 무선 제어기를 휴대폰으로 대체하게 해준다. 실험의 결과로 제안된 인터페이스들이 원격 로봇 제어를 위해 효과적으로 사용될 수 있음을 보여준다.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제18권1호
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• pp.20-25
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• 2012

자연계에 존재하는 생물체는 오랜 시간에 걸쳐 지구의 가혹한 환경에 적응하면서 다듬어져온 최적화된 작품이다. 이러한 동 식물의 생체 특징 모방은 기존 기술의 한계를 돌파하면서 가장 활발한 연구 분야로 자리 잡고 있다. 생체모방 로봇은 생체모방 기술의 한 분야로써 곤충, 새, 물고기, 그리고 여타 동물들을 연구해 생명체의 우수한 특성을 로봇기술에 접목함으로써 기존의 로봇 시스템이 극복하지 못했던 수많은 난제 해결에 도전중이다. 생체모방 로봇 기술의 최신 동향을 크게 세 줄기로 나누면 실용화, 생체분석법의 다양화, 모방대상의 다양화로 분류될 수 있다. 이 글에서는 이상에서 언급한 생체모방 로봇의 최신 동향에 대해서 소개한다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권6호
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• pp.41-48
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• 2022

본 연구는 어린이집 만 5세 유아의 자유놀이시간 로봇 놀이 경험의 의미를 교사의 구조적 집단활동에서 나타나는 만 5세 유아 경험과 비교하는데 목적이 있다. 이를 위해 만 5세 유아 총 32명(실험집단 15명, 비교집단 17명)을 대상으로 10주 동안 주 3회 1시간씩 진행하였다. 실험집단의 교실에 놀잇감으로 로봇을 지원하였으며, 유아들은 자유놀이시간에 자유롭게 로봇 탐색과 놀이를 경험하였으며, 비교집단의 유아들은 교사가 로봇의 기능을 알려주고 로봇에 탑재되어 있는 2019 개정 누리과정과 연계된 월별 주제에 기반한 구조적 집단활동을 하였다. 사전검사와 사후검사의 차이를 분석한 결과, 자유놀이에서 로봇 활용이 유아의 창의성에서 독창성, 유창성에서 유의미한 효과가 나타났고, 놀이성에서 즐거움의 표현에서 유의미한 효과가 나타났다. 이러한 결과는 유아 주도적인 자유놀이를 지향하고 있는 유아교육에서 놀이자료로서 로봇이 의미가 있으며 향후 이러한 자유로운 상황에서의 유아들의 로봇 경험을 연구할 가치가 있다는 것을 시사한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (1)
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• pp.85-87
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• 2003

보행 로봇은 두발로 걷는 인간형 로봇으로 인간과 유사한 운동성을 가지는 로봇을 일컫는다. 그러나 다리로 걷는 기능을 구현하기에는 기술적으로 경제적으로 많은 시간이 걸리고, 수학적 모델로 풀 수 있는 문제가 아니기 때문에 보행 로봇의 보행 패턴을 구하는 것은 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 2관절 보행 로봇의 최적의 보행 패턴을 찾기 위하여 진화 알고리즘을 연구하였다. 또한, 기존의 언덕 오르기법과 진화기법인 누적적 선택 및 유전자 알고리즘에 의해 보행 패턴 학습을 하는 시뮬레이터를 각각 구현하였으며, 세 가지 실험에 대한 결과를 비교 분석하였다.

• 융합정보논문지
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• 제10권6호
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• pp.109-118
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• 2020

본 연구는 유아의 로봇 상호작용 경험 유무, 성별 및 연령이 엔터테인먼트 로봇 견과의 친밀함에 영향을 미치는지 분배원리를 활용하여 살펴보는 데 목적이 있다. 이를 위해 서울지역 어린이집 유아 총 70명을 대상으로 두 가지 종류의 실험을 하였다. 실험 1은 상호작용 여부 영향을 살펴본 것으로 만 5세 유아 총 34명(실험집단 17명, 비교집단 17명), 실험2는 성별, 연령 영향에 관한 연구로 만 3세에서 만 5세까지 유아 각 12명씩 총 36명(사전, 사후 집단)이다. 연구 결과, 첫째, 로봇과 상호작용을 경험한 실험집단이 엔터테인먼트 로봇 견에게 유의한 친밀함을 느꼈고 그 이유는 정서로 밝혀졌다(실험1). 둘째, 엔터테인먼트 로봇 견과의 친밀함에 유아의 성별은 큰 영향을 미치지 못하며 연령은 reverted U 추이를 나타냈다(실험2).

• 문화기술의 융합
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• 제8권6호
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• pp.911-919
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• 2022

본 논문에서는 교육용 로봇을 활용한 음운인식 게임 활동이 만 5세 유아들의 읽기 능력과 읽기 흥미에 미치는 영향을 살펴본다. 이를 위해 먼저 만 5세 유아를 대상으로 하는 음운인식 게임 16종을 설계한 후, 로봇이 참여하는 실험집단용 활동과 교사가 주도하는 비교집단용 활동으로 미세하게 조정하였다. 두 가지 활동은 각각 S시 소재 어린이집 2개에 재원하는 만 5세 유아 각 15명을 대상으로 6주간 16회기에 걸쳐 진행되었다. 활동 전후 각 그룹 유아들의 읽기 능력 및 읽기 흥미를 비교한 결과는 다음과 같다. 첫째, 교육용 로봇을 활용하여 음운인식 게임 활동을 진행한 실험집단이 비교집단보다 읽기 능력 특히, 총점, 단어의미, 탈락, 대치에서 보다 긍정적인 효과를 나타냈다. 둘째, 교육용 로봇을 활용하여 음운인식 게임 활동을 진행한 실험집단이 비교집단보다 읽기 흥미에서 긍정적인 효과를 나타냈다. 향후 연구에서는 교육용 로봇을 활용한 음운인식 게임 활동이 유아의 문식성과 즐거움의 동기에 긍정적 역할을 하는지를 연령별 모형을 수립하고 검증하여 발달적 추이를 살펴볼 계획이다.

• 디지털융복합연구
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• 제15권2호
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• pp.295-300
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• 2017

본 연구는 최근 급증하고 있는 1인 가구 내 개인이 직면할 수 있는 심리적 소외감을 해결할 수 있는 대안으로 인간과 정서적으로 소통할 수 있는 소셜로봇의 역할 탐색에 목적이 있다. 먼저 문헌연구를 통해 소셜로봇의 정의와 특징을 파악 후 소셜로봇의 현황과 미래 전망을 분석하였다. 이를 기반으로 향후 소셜로봇의 잠재적 수요자가 될 수도권에 거주하는 만 20세 이상 30세 이하의 1인 가구를 대상으로 심층인터뷰를 하여 사용자 경험 측면에서 소셜로봇에게 필요한 역할을 정리하였다. 그 결과 모든 실험자는 자신에게만 특화되어 상호작용할 수 있는 소셜로봇이 필요하다고 응답했으나, 로봇과의 애착 형성 필요성에 대해서는 개인마다 차이를 보였다. 이를 통해 개인별 생활 방식 및 성향 등에 따라 소셜로봇에게 요구하는 점이 다르다는 것을 파악하였다. 따라서 향후 소셜로봇이 인간의 삶 속에 자리매김하기 위해서는 개별 맞춤형 소셜로봇의 기술 개발과 사용자 경험 측면에서의 고려가 필요하다는 함의를 도출할 수 있었다.