본 연구에서는 개인 서비스 로봇에서 한 단계 더 발전시켜 사용자와 소통이 가능한 로봇을 개발하여, 사용자에게 편리함을 제공할 뿐만 아니라 동반자와 같은 개인 친화적 로봇을 개발하고자 한다. 스마트 벗(Smart Bot)은 안드로이드 어플리케이션으로 로봇의 움직임 및 커뮤니케이션을 제어하며, 현재 사용중인 스마트폰과 다른 스마트폰 두 대의 스마트폰만 있으면 누구나 사용가능 하다. 스마트 벗에 스마트폰을 도킹하면 어플리케이션이 실행되며, 로봇에 부착된 아두이노와 스마트폰이 시리얼 통신을 하게 된다. 그러면 각 쓰레드가 시작되어 영상전송서버, 원격제어, 얼굴인식, 음성인식을 멀티 쓰레드로 동작시킨다. 각 기능의 쓰레드 간의 통신과 쓰레드 주기설정은 메인 쓰레드의 Handler 객체의 Message로 통신 및 제어를 하며, 원격제어 및 영상전송의 경우 다른 스마트폰의 Remote 어플리케이션을 통해 해당 로봇에 접속하게 된다. 이 때, 해당 영상 및 제어 전송/수신 통신은 스마트폰의 WIFI 기능을 통한 TCP/IP 프로토콜을 통해 전송/수신된다. 로봇에 안드로이드 스마트폰을 결합하여 스마트폰 보유자라면 누구나 로봇을 이용할 수 있고, 연령층과 성별의 구분 없이 각 사람들의 생활 속에서 활용할 수 있는 다양한 기능을 통해 일상생활 속에서 로봇의 활용성을 증대시키고자 하였다.
본 기술 특집호에서는 개인용 탑승시스템(PMS, Personal Mobility System) 혹은 이동로봇을 무선 원격 제어할 때 사용할 수 있는 인터페이스(지자기센서 기반형, 조그셔틀형)들을 소개하고, 사용자 편리성 제어 기반으로 인터페이스 방식을 분석한다. 지자기센서 기반의 절대방향 제어는 자기북극을 기준으로 한 지자기센서의 측정값인 방향각을 이용하여 스마트폰의 방향각에 탑승시스템의 방향각을 같도록 탑승시스템을 제어하는 것이다. 탑승시스템에 서있는 탑승자가 스마트폰을 이용하여 탑승시스템이 원하는 방향으로 이동하기 위하여 제어할 때에는 스마트폰의 화면에 표시되어진 시작 버튼에 손가락을 놓고, 원하는 방향으로 스마트폰을 좌 우로 회전시키면 탑승시스템은 그 방향으로 회전을 하며 주행한다. 터치기반의 조그셔틀 인터페이스를 이용하여 원하는 방향으로 이동하기 위해서는 탑승시스템에 서있는 사용자가 스마트폰의 화면에 표시되어진 조그셔틀 스위치에 손가락을 놓고, 원하는 방향대로 손가락을 움직이면 스마트폰은 블루투스 무선통신을 통하여 탑승시스템을 주행 할 수 있다.
본 논문에서는 스마트폰을 이용하여 원격감시 및 로봇제어를 위하여 로봇기술(RT, Robot Technology)과 정보기술(IT, Information Technology)의 융합기술인 RITS을 활용하여 구현된 정찰 및 전투 로봇의 프레임워크를 제안한다. 구현된 시스템에서 로봇에 장착된 카메라폰은 로봇을 제어하는데 활용할 뿐만 아니라 원격지에 있는 운용자의 스마트폰으로 영상정보를 전송한다. 따라서 운용자는 스마트폰의 주변지역을 정찰할 수 있다. 또한 운용자는 스마트폰을 이용하여 로봇의 움직임을 제어할 뿐만 아니라, 스마트폰으로 명령을 내려 로봇에 장착한 무기를 발사할 수 있다. 실험결과, 3세대 이동통신을 이용하여 원격지에서 실시간으로 로봇의 주변 환경을 정찰하고 로봇을 제어 할 수 있을 뿐 아니라, 시야에서 관찰되는 영역에 로봇 있을 경우 2세대 이동통신이나 유선 전화기를 이용하여 실시간으로 로봇을 제어할 수 있다.
본 논문에서는 스마트폰과 OPRoS를 이용해 DARwIn-OP 로봇을 제어하는 어플리케이션의 개발에 대해 연구하고 스마트폰 어플리케이션에 적용하여 동작을 확인하였다. OPRoS 컴포넌트를 이용해 스마트폰 어플리케이션과 연동되는 로봇 어플리케이션을 구현하고, DARwIn-OP에 적용하여 스마트폰을 이용해 원격으로 제어하는 어플리케이션을 구현하였다. OPRoS 컴포넌트를 사용하여 개발 시간의 단축과 비용의 절감을 얻을 수 있었으며 스마트폰을 이용하여 DARwIn-OP의 머리, 팔, 다리를 제어하는 것을 확인하였고 머리에 장착된 웹캠을 이용해 DARwIn-OP의 시야에 있는 물체를 확인하였다.
본 논문은 인간과 상호작용하는 엔터테인먼트 4족 애완 로봇과 스마트폰에서 로봇 조종이 가능한 로봇제어기 및 로봇에서 제공하는 센서 정보들을 이용하여 컴퓨터에서 가정용 기기들을 제어하는 홈스마트제어시스템을 구현하기 위한 것으로 로봇은 20 자유도를 가지면서 Microsoft사의 키넥트 센서, 적외선거리 센서, 3축 모션 센서, 그래픽 LCD, 온습도 및 가스 센서로 구성되어 있다. 로봇의 엔터테인먼트 기능을 구현하기 위하여 보행 알고리즘, 키넥트 센서를 이용한 모션 및 음성인식 알고리즘, 감정표현을 위한 알고리즘을 제시하였으며 로봇을 조종할 수 있는 스마트폰 로봇제어 알고리즘 및 가정용 기기를 제어하는 홈스마트제어 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘들은 구현한 로봇과 컴퓨터 및 스마트폰에 적용하여 실험으로 검증하였다.
본 연구에서는 스마트폰을 활용한 프로그래밍 학습용 로봇시스템을 설계하고 개발하였다. 본 연구에서 제작된 시스템은 스마트폰을 이용하여 로봇에 직접 프로그램을 작성하도록 설계되어 있고 스마트폰으로 작성된 프로그램을 블루투스 모듈을 통하여 로봇제어회로에 전송하여 동작을 시킬 수 있도록 되어있다. 이는 로봇 교육에 있어서 장소의 제약을 받지 않고 교육이 가능함을 의미하며 학생들의 프로그래밍 결과가 스마트폰을 통하여 로봇의 움직임으로 나타나므로 기존 교육의 한계를 뛰어 넘는 프로그래밍 교육이 가능하다.
최근 로봇 기술은 전자공학, 컴퓨터, 기계공학 등의 비약적인 발전에 힘입어 다양한 용도에 사용되고 있다. 특히 로봇은 극한 환경에서 인간이 실천하기 어려운 작업을 수행할 수가 있으며, 인간과 함께 운용되거나 인간이 로봇을 무선으로 제어하여 현장을 확인을 할 수 있으며 이를 통하여 화재진압 및 인명구조를 수행할 수 있다. 이 때 무선 제어 로봇은 탐사 시 동체가 전복되더라도 지속적인 탐사가 가능해야 한다. 따라서 로봇의 동체보다 바퀴를 크게 하여 동체가 전복해도 동작이 가능하도록 한다. 본 논문에서는 무선 조정 자동차를 사용 하여 차체의 전복에도 충분히 제어 및 탐사가 가능한지 실험하고, 초음파센서로 하여금 능동적으로 장애물 회피를 하는 것을 목적으로 한다.
본 논문에서는 스마트폰을 기반으로 로봇을 원격 제어하는 어플리케이션을 OPRoS를 활용한 개발 방법을 제안하고 스마트폰과 OPRoS기반의 로봇으로 구현한다. 컴포넌트 기반의 로봇용 미들웨어인 OPRoS를 활용하면 이미 개발 되었거나 공개된 컴포넌트를 활용하여 개발의 시간 및 비용을 절약할 수 있는 장점이 있다. 이미 검증된 모터, 음성, TCP/UDP, 카메라 컴포넌트를 재활용하였다. 또한 오프로스의 통합된 개발환경을 통해 개발 시간을 더욱 단축시켰다. 실제 구현에서는 Wi-Fi기반의 TCP, UDP 컴포넌트를 활용하여 로봇과 스마트폰간 송수신되는 데이터의 목적에 따른 적절한 통신 방식을 사용하였다. 또한 이미지 전송, 음악 재생, 메시지 전송, 음성 인식 등의 기능을 활용하여 구현된 시스템을 검증 하였다.
본 논문에서는 스마트 폰과 가정 내의 이동 로봇을 결합하여, 스마트 폰 사용자가 이동 로봇을 통해 원격으로 가정의 수상한 침입자나 거동이 불편한 노약자 혹은 어린 아이들을 살펴볼 수 있도록 개발된 지능형 감시 시스템의 설계와 구현에 대해 소개한다. 이동 로봇의 제한적인 인식 능력과 계산 능력을 고려하여, 이동 로봇의 완전한 자율성에만 의존하여 감시 작업을 수행하지 않고, 사용자와 로봇의 혼합 제어 방식으로 감시 로봇을 제어하도록 설계하였다.
본 연구에서는 안드로이드 기반 스마트폰을 장착하여 지능형 로봇의 성능 구현이 가능하도록 스마트폰 애플리케이션과 로봇 플랫폼을 설계 및 구현하였다. 터치스크린, 사운드 입출력, 네트워크 그리고 각종 센서 기능을 갖고 있는 스마트폰을 전원부와 모터 등의 단순 기능을 갖는 로봇플랫폼에 접목시켜 원격제어, 홈오토메이션, 게임기, R-러닝 등의 기능을 수행할 수 있도록 구현하였다. 연구에 사용된 스마트폰은 블루투스 통신을 이용하여 로봇과 데이터를 송수신하며 원격지의 컴퓨터와는 WI-FI를 통해 인터넷으로 통신을 수행하도록 설계 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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