본 논문에서는 5G 스마트폰을 활용하여 사용자가 로봇 청소기의 위치 추정을 도울 수 있는 방안을 소개한다. 로봇 청소기는 다양한 알고리즘을 활용하여 자신의 위치를 추정하며, 때로는 오차가 발생하기도 한다. 현재 많은 사람들은 5G 스마트폰을 소유하고 있으며, 이 5G 스마트폰을 활용하여 로봇 청소기의 위치 추정을 보조할 수 있는 방안을 제안한다. 5G 스마트폰은 MIMO 안테나를 사용하여 통신을 하는데, MIMO 안테나는 기존의 전 방향성 안테나와는 달리 방향성을 가지고, 고주파를 사용하기 때문에 신호의 직진성을 보장받는다. 이러한 특성을 활용하여 스마트폰을 참조 노드로 하여 로봇 청소기는 측위를 보조할 수 있다. 본문에서 제안하는 아이디어를 소개하며, Matlab을 활용하여 아이디어의 효용성을 검증하였다.
본 논문은 한-미 FTA 체제하의 로봇 청소기 산업에서 한국의 수출 경쟁력을 조사하고, 로봇 청소기 산업의 역량 강화를 위한 전략을 제시하고자 한다. 이러한 목적을 위하여 한국과 미국의 로봇 청소기의 현재 상황과 환경 그리고 한-미 FTA의 핵심 요인들을 분석한다. 그리고 한국의 로봇 청소기 산업의 SWOT 분석을 통하여 우리나라 로봇 청소기 산업의 특징을 분석하고, 분석결과를 바탕으로 한-미 FTA 협정 발효에 따른 로봇 청소기의 경쟁력 향상 전략을 도출하였다. 이러한 분석과 전략을 통하여, 한-미 FTA는 한국의 로봇 청소기 산업이 미국 시장으로의 진출하는데 다양한 이점을 가지게 하며, 한국의 수출 역량을 강화할 수 있는 기회를 제공함을 발견하였다. 결론적으로 현재의 상황과 개선하고, 경쟁력을 확보하기 위하여 정부 및 회사들은 한-미 FTA 효과를 중요하게 인지하고 활용하여야만 한다.
4차 산업혁명 시대로 들어서면서 인공지능, 로봇산업이 크게 떠오르고 활발해지기 시작했으며 특히 가정용 제품들이 많이 나오고 있다. 최근 들어 미세먼지, 황사 등 공기 중의 미세먼지나 세균 바이러스로 인해 호흡기 질병에 많이 걸리고 이러한 환경문제 때문에 많은 사람들이 집안 공기를 정화 시킬 수 있는 공기청정기를 많이 구매하고 있다. 대부분 집의 일반적인 공기청정기는 한 자리에서 한정된 공간의 공기만 정화 시키고 다른 공간에 필요하면 직접 옮기거나 추가로 구매해야 하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결 하기위해 비교적 가정에 많이 사용하고 있는 로봇청소기에 공기 청정기 기능을 접목시켜 청소를 하면서 생기는 먼지들을 걸러내는 동시에 공기청정기능 까지 접목시켜 로봇청소기가 움직이며 여러 공간을 청소도 하며 공기 청정 기능 까지 하고 로봇청소기가 작동 안 할 때는 공기청정기의 기능만 하여 따로 로봇청소기와 공기청정기를 구매할 필요가 없어 공간절약과 비용감소 효과를 기대할 수 있을 것이다.
전 세계적으로 미세먼지는 심각한 사회문제이다. 우리나라 또한 중국의 미세먼지와 디젤 자동차 급증 등에 의한 오염으로 인하여 호흡 시 들이마시는 공기의 질이 많이 나빠지고 있는 추세이다. 이로 인해 집 안의 환기를 위해 창문을 열거나 외출 후 귀가했을 때 옷에 붙은 미세먼지들에 의하여 집 안에 미세먼지가 쌓이게 됨으로써 건강을 위협할 수 있는 요소가 된다. 이러한 문제점들을 해결하고자 청소뿐만 아니라 공기청정 기능도 수행하게 되는 효율적인 측면을 가진 공기청정 기능을 탑재한 로봇청소기를 개발하였다. 따라서 본 논문에서는 로봇청소기의 초음파 센서와 미세먼지를 사용하여 자동으로 로봇청소기와 공기청정 기능을 탑재한 로봇청소기에 대한 연구 결과에 관해 기술하였다.
현재 산업현장은 작업한 인부들이 작업을 마치고 청소하는 식으로 현장의 청결을 유지한다. 본 연구에서는 산업현장의 청결을 보다 깨끗하고 안전하게 유지하여 안전사고 발생의 요인이 되는 것을 제거하는 것을 전제로 하여 현재 상용화 되고 있는 로봇청소기와 아두이노를 이용한 센서를 적용하고자 한다. 본 논문은 기존의 로봇청소기에 미세먼지 센서와 유해가스 센서를 탑재하여 산업현장의 환경을 감지하도록 한다. 산업 현장의 미세먼지 농도가 일정 수치 이상이면, 로봇청소기를 작동하도록 한다. 로봇청소기에 공기청정기와 전자석을 추가하여 산업현장의 공기를 쾌적하게 조성하며, 미세 금속 이물질을 처리하는 기능을 탑재하여 산업현장에서 발생하는 이물질을 보다 쉽게 처리하도록 한다. 유해가스 농도가 일정 수치 이상이면, 부저를 통해 경보를 울려 산업현장 내부에 유해가스가 유출되고 있다고 알려준다. 또한, 블루투스 통신을 통해 스마트폰 어플리케이션으로 센서의 값을 확인하여 DC모터, 공기청정기, 전자석 등을 수동조작해 청소되지 않은 부분을 청소하도록 할 수 있다.
가정용 로봇은 정보제공, 교육, 오락 등의 다양한 분야에 대해 서비스가 가능한 로봇이 등장하고 있다. 특히 가정에서의 가사 노동력을 절감할 수 있는데 도움이 되는 로봇이 청소로봇이다. 대부분의 가정이 청소에 많은 시간을 할애하고 있으며 청소로봇은 이러한 측면에서 노동력의 절감 및 윤택한 삶을 누리는데 일조를 할 수 있을 것이다. 따라서 수 십년 전부터 가정용 청소기가 판매되면서 자동으로 청소하는 것에 관심을 두어 왔으나 로봇기술이나 주변 부품기술이 발전하지 못하여 로봇의 개발이 어려웠었다. 최근 실생활에 적용되는 청소로봇이 시중에 판매되면서 청소로봇은 가정용 로봇 중에서도 많은 관심을 가지게 되었다. 가정용 청소로봇은 단순기능을 갖는 장난감 형태의 로봇에서 수백만원대의 청소로봇까지 개발되고 있다. 그림 1은 다양한 청소로봇을 성능 대 가격측면에서 포지셔닝한 것이다. (중략)
초음파센서와 광학먼지센서를 이용하여 라즈베리파이 청소기를 제작하였다. 블루투스 통신을 통해 로봇청소기의 움직임을 제어하고, 초음파센서를 활용하여 장애물의 위치를 파악하며, 광학먼지센서를 이용하여 먼지농도를 파악한 후 이를 활용하여 청소알고리즘을 구현한다. 라즈베리파이와 아두이노를 사용하여 기존의 로봇청소기와는 다른 광학먼지센서를 활용한 개선된 알고리즘 방식으로 로봇청소기를 제어하여 청소의 효율성을 높여주는 효과가 있다.
청소 능력을 향상시키기 위해 높은 출력을 갖는 흡입 모터를 탑재한 로봇 청소기의 경우 계통에 연결하여 동작하는 유선 모드와 계통과 분리되어 무선 모드로 동작이 가능하다. 고출력 모터를 구동하기 위하여 듀얼 모드 로봇 청소기는 고용량의 배터리가 필요하고, 그에 따라 배터리 충전기의 용량 또한 증가되어야 한다. 본 논문에서는 듀얼 모드 로봇청소기의 동작 모드를 분석하여 유/무선 동작 및 배터리 충전이 가능한 800W급 전력 변환 장치를 개발하였다.
지능형 로봇의 파일로 상품인 청소로봇은 이미 시장 진입단계로 접어들었다. 특히 청소로봇에 대한 성능평가 국제표준은 한국의 국가표준을 기초로 2012년 표준 제정 작업이 진행되고 있다. WG 5 회의에 IEC SC 59F/ WG 5 컨비너 자격으로 참가했던 지능형로봇 표준포럼 성능/안전성 분과위원장인 임성수 경희대학교 교수의 참관기를 싣는다.
주인을 스스로 따라다니는 로봇 캐리어가 등장하여 화제가 되었다. 최근에는 사람을 따라다니는 청소기가 로봇청소기가 출시되었다. 로봇 휠체어 등 주인이나 빛을 인식하여 따라다니는 로봇들이 다양한 응용에서 사용되고 있다. 본 연구에서는 로봇이 물건을 싣고 주인을 따라다니는 로봇을 개발하는 과정에서 로봇의 귀환문제를 다루고자 한다. 이 논문에서는 영상처리기술을 이용하여 로봇의 위치를 파악할 수 있는 실내 측위 방법을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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