• 정보교육학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.469-476
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• 2008

다관절 로봇 교육 효과의 향상을 위해서는 제어 소프트웨어를 통해 로봇의 동작을 쉽게 개발할 수 있어야 한다. 기존의 다관절 로봇 개발기법은 매우 복잡한 구현을 교육해야하지만, 우리의 도구는 로봇의 동작을 쉽게 하여 제어나 움직임에 대한 창의적인 활동을 가능하게 한다. 본 논문에서 교육용 다관절 로봇의 동작 제어를 쉽고 빠르게 프로그램화하기 위해서, 모션 생성 도구를 개발하였다. 우리는 도구를 통해 정확하고 쉽게 프로그램을 교육하고자 한다. 본 논문에서 제안한 모션 생성 도구는 기존의 복잡한 언어 제어 프로그램 방식을 탈피하였을 뿐만 아니라 사용자 편의성 중심이라는 GUI(Graphic User Interface) 방식보다도 쉽게 로봇 제어를 할 수 있었다. 또한 편리한 로봇 동작 구현은 물론 교육적으로 활용되는 마이크로프로세서 실험 장치에서도 적용이 가능하다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.149-158
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• 2019

본 연구에서는 전장이나 재난 환경과 같은 인간이 투입되기 힘든 환경에서 인간을 대신하여 부상자 구조 및 위험물 처리 목적으로 개발된 구조로봇의 효율적 개발을 위한 통합 M&S 프레임워크를 소개한다. 개발된 통합 M&S 프레임워크는 계층화, 모듈화된 통합운동제어 소프트웨어의 구조에 기인하여 통합운동제어 소프트웨어 구조는 동일하게 이용하며 로봇 플랫폼을 시뮬레이션 프로그램으로 대체하여 SILS(Software-in-the-Loop Simulation) 개념의 M&S를 가능하게 하였다. 이를 활용하여 로봇 설계 및 로봇 제어 기술의 성능 검증 등의 개발 전 과정을 효율적으로 수행하였고, 비정형 환경에서의 원격 운용성 향상도 가져왔다. 통합 M&S 프레임워크의 적극적인 활용을 통해 구조로봇의 성공적인 개발 및 성능 확인을 완료하였으며, 구조로봇의 주요 기술 중 하나인 가변형상 제어를 통한 주행 안정화 기술 개발 과정에 적용된 통합 M&S 프레임워크의 사례를 통해 효용성을 확인한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1387-1392
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• 2019

비구면 거울은 구형 거울보다 무게가 가볍고 성능이 우수하지만, 그 형상을 가공하고 가공 정밀도를 측정하는 것이 어렵다. 특히 위성에 사용되는 대형 조리개 비구면 미러는 높은 정밀도가 필요하고 처리하는 데 시간이 오래 걸린다. 기존의 연마 공정에는 갠트리 구조를 갖는 컴퓨터 수치 제어 공작기계가 사용되고 있으나, 자유도가 부족하여 복잡한 형상을 처리하기 어렵다는 단점이 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해 다관절 산업용 로봇을 사용하는 연마 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 공구 경로 생성 프로그램, 실시간 로봇 모니터링 및 제어 프로그램으로 구성되며, 시뮬레이션 소프트웨어와 실제 로봇 작동을 통해 개발된 시스템의 성능을 검증하였다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제15D권6호
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• pp.785-792
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• 2008

임베디드 소프트웨어의 테스팅에 대한 다양한 기술 발전에도 불구하고 로봇, 위성 등의 응용 시스템에서는 여전히 빈번한 결함이 발생하고 있다. 이러한 결함의 근본적인 원인은 호스트 상의 테스트 과정에서 발견되지 못한 결함이 타겟 시스템으로 탑재되는 소프트웨어와 함께 내장되기 때문이다. 따라서 이러한 결함으로 인하여 발생할 수 있는 문제를 예방하기 위해서는 타겟 시스템이 동작하는 실 운영 환경에서 소프트웨어의 동작을 테스트하는 접근 방법이 필요하다. 본 연구에서는 Aspect 컴포넌트를 통해 임베디드 소프트웨어의 실행 시점에 기능 및 성능 요소들을 테스트하는 On-The-Fly 테스팅 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 호스트상의 테스팅에서 예측하지 못했던 입력 조건에 대한 실제적인 테스트가 가능하며 시스템의 실 운영 과정에서 발생할 수 있는 오동작을 예방하는 기능과 테스트 코드에 대한 높은 재사용성을 제공하는 장점이 있다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제19A권1호
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• pp.1-8
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• 2012

지능형 네트워크 로봇은 다양한 환경에서 네트워크 시스템과 연계하여 인간과 상호작용을 하며, 상황에 따라 주어진 역할을 수행한다. 유비쿼터스 환경에서 동작하는 네트워크 기반의 URC 로봇은 분산 컴퓨팅 환경에서 클라이언트 로봇의 기능을 서버로 분산시킴으로써 클라이언트 로봇을 경량화하는 장점을 갖는다. URC 로봇 환경 중에서 SOMAR는 서버-클라이언트 환경에서 서비스 지향기법으로 로봇 소프트웨어를 개발하기 위해 제안되었다. 본 논문에서는 URC 로봇 환경에서 사용 가능한 SOMAR 로봇 클라이언트를 소개하고 그 구현을 보인다. SOMAR 로봇 클라이언트는 디바이스 서비스 계층과 로봇 서비스 계층을 갖는다. 이 중 디바이스 서비스는 디바이스를 제어하는 서비스이고, 로봇 서비스는 다수의 디바이스 서비스를 결합하여 생성된 로봇이 제공하는 서비스를 추상화시킨 것이다. 또한 본 논문에서는 디바이스와 로봇 서비스의 결합 관계를 표현하기 위해 RSEL (Robot Service Executing Language)을 이용하였다. 서비스 결합을 기술한 RSEL 문서는 변환기를 통해 클라이언트 시스템 언어로 변환하고 컴파일링하여 로봇 클라이언트 시스템에 업로드한다. SOMAR 클라이언트 시스템은 호스트/타겟 구조를 갖는 내장형 시스템에 적용하기가 용이하며, RSEL 처리 엔진에 대한 부담을 줄여서 로봇 클라이언트를 경량화시켰다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권8호
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• pp.2016-2025
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• 1994

A hierarchical planning strategy for dextrous manipulation of multifingered hands with soft finger contact model is proposed. Dextrous manipulation planning can be divided into a high-level stage which specifies the position/orientation trajectories of the fingertips on the object and a low-level stage which determines the contact forces and joint trajectories for the fingers. In the low-level stage, various nonlinear optimization problems are formulated according to the contact modes and integrated into a manipulation planning algorithm to find contact forces and joint velocities at each time step. Montana's contact equations are used for the high-level planning. Quasi-static simulation results are presented and illustrated by employing a three-fingered hand manipulating a sphere to demonstrate the validity of the proposed low-level planning strategy.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제23권5호
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• pp.491-498
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• 1998

Transplanting process during the tissue culture of potato seedlings is costly, since the cost of highly skilled labor working in the sanitary environment takes up about 60-70% of the production cost. The objective of this study was to develop a soft gripper of a transplanting robot system for the labor-saving tissue culture. The prototype of the soft gripper was consisted of power-transmitting part finger and plant contacts. The power transmitting part transformed the rotating motion of a step motor to the reciprocating motion of the finger. Plant stems used in the test were potato seedlings cultured for six weeks. The dimensional characteristics of cultured seedlings, the compressive strengths of the stems, the extractive force from the culture medium and the gripping force of the finger were measured. A proper gripping force was found to be 0.343N at the extractive force of 0.41N when the plant contacts were made of silicon. Sixteen plants out of 70 trials were tangled with others, resulting in the success rate of 77.1%.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.670-673
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• 2000

This paper attempt analysis and computer simulation of dynamics of a set of dual multi-joint fingers with soft-deformable tips which are grasping. Firstly, a set of differential equation describing dynamics of the fingers and object together with geometric constraint of tight area-contacts is formulated by Euler-Lagrange's formalism. Secondly, problems of controlling both the internal force and the rotation angle of the grasped object under the constraints of area-contacts of tight area-contacts are discussed. The effect of geometric constraints of area-contacts on motion of the overall system is analyzed and a method of computer simulation for overall system of differential-algebraic equations is presented. Finally, simulation results are shown and the effects of geometric constraints of area-contact is discussed.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (B)
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• pp.334-336
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• 2005

본 논문은 정형 명세 언어인 Esterel이 가지는 취약점을 보안하기 위해 Safety-Critical Aided Development Environment를 추가로 활용하여 신뢰성 있고 안전적인 임베디드 제어 소프트웨어 개발을 위한 기법을 제시하고 있다. 그 뿐만 아니라 제시한 기법을 이용하여 개발된 간단한 자동 강속 제어 소프트웨어를 인터페이스와 기능 부분에 대해서 각각 확인 및 검증을 수행한 후 임베디드 시스템인 레고 마인드 스톰으로 제작된 차량 로봇에 탑재한 후 실험을 하고, 실험을 통해 기존 개발 기법과의 차이점을 분석한다.

• 한국의류산업학회지
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• 제24권6호
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• pp.667-685
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• 2022

본 원고는 소프트 로봇용 4D 프린팅 소재와 어그제틱 구조체에 대한 연구 동향을 정리한 것이다. 먼저 4D 프린팅 소재의 형상 변화 거동을 형상 변화와 형상기억 소재, 이중, 삼중, 다중 형상기억 효과, 접힘과 굽힘, 표면지형별로 구분하여 알아보았다. 형상 변화와 형상기억 소재 등 열이나 수분의 자극에 가역적/비가역적 혹은 규칙적/불규칙적 형상 변형이 가능할 수 있다. 다음으로, 차원별 형상이동 유형에 따른 특성과 물성에 대해 알아본 바, 1차원에서 다차원으로의 형상이동을 1D-1D 팽창/수축, 1D-2D 접힘/굽힘, 1D-3D 접힘 (1D-to-3D folding)으로 구분할 수 있다. 2차원에서 형상이동은 2D-2D 굽힙, 2D3D 굽힘/접힘/꼬임/표면말림/표면지형변화/굽힘과 꼬임, 3차원에서 다차원으로의 형상이동은 3D-3D 굽힙과 3D-3D 선형/비선형 거동으로 구분할 수 있다. 마지막으로 4D 프린팅 메타구조체 중 힌지 구조체를 적용한 KinetiX는 단일단위 터셀레이션과 다중단위 터셀레이션으로 모델링할 수 있고, 평면 및 공간 변환이 용이하고, 컨포머블 헬멧에 적용할 수 있다. 키리가미 구조체를 기본으로 한 공압형 어그제틱 구조체는 역설계 기반 구조체로써 굽힘각도를 제어하는 알고리즘으로 설계할 수 있다. 설계 후 3D 프린팅하여 TPU 멤브레인으로 프로토 타입을 제조하였고, 압력을 낮추면서 원하는 3차원 형상으로 완성될 수 있음을 확인하였다. 온도나 습도 등의 외부자극요소에 따라 형상이나 물성을 변화할 수 있는 재료를 사용하여 변형가능한 3차원 구조체로 성형한 4D 프린팅 소재를 이용하여 상지, 하지, 손, 발 등 소프트 로봇의 외골격(exoskeleton) 소재에 적용할 수 있을 것이다. 즉 자세제어, 상황인식, 동작신호 생성 등 다양한 환경에 대응하여 착용자의 움직임에 고하중, 고기동성, 운동지속성을 지원하는 기능을 갖는 소프트 로봇용 4D 프린팅 소재는 헬스케어 웨어러블 의류 제품화 개발로의 용도 전개가 가능할 것이다. 특히 4D 프린팅 소프트 소재 및 공정개발 분야는 일상 생할 보조용이나 재활치료용 의류를 개발하기 위한 3D 프린팅 소재 및 공정의 원천 기술에 해당하므로 이와 관련한 연구의 기초 자료로서 활용되기를 기대한다.