본 논문에서는 MSRDS 환경에서 가상 4족 애완 로봇과 실제 4족 애완 로봇을 동기화함으로써 애완용 로봇의 행동을 설계할 수 있는 새로운 응용 시뮬레이터를 개발하였다. 이를 통하여 실제 로봇의 걸음새 및 동작 개발에 필요한 시간비용을 줄이고, 지능형 서비스 애완 로봇의 상업화에도 도움이 될 것이다. 또한, 본 연구 결과를 이용하여 가상공간과 실공간의 모델링의 차이를 극복하는 연구에 이용할 수 있다. 본 논문의 결과로서 가상 로봇과 실제 로봇의 연동 제어를 통해 원격지에 있는 두 대의 로봇간의 원격제어가 가능하므로, 두 대의 애완 로봇을 이용한 네트워크 게임으로서도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
최근 애완동물을 키우는 인구가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라 애완동물 관련 시장이 지속적으로 성장하고 있으며 애완동물 관련 용품의 수요도 증가하고 있다. 애완동물시장 중 가장 많은 비중을 차지하는 애완견시장에는 다양한 애완견용품들이 존재하지만 애완견용품에 관한 디자인가이드라인이 없어 사람의 판단에 의한 무분별한 애완견용품의 디자인이 진행되고 있다. 따라서 본 연구는 다양한 애완견용품 중 애완견용 모니터링 시스템을 중심으로 애완견용품의 디자인에 대한 가이드라인을 제시하고자 한다. 혼자 남아 있는 애완견을 여행지 등 어떠한 곳에서도 간단하게 스마트폰을 이용하여 모니터링 할 수 있으며, 신호 제어가 가능한 먹이통을 통해 먹이를 줄 수 있는 애완견 모니터링 로봇이다. 본 연구는 기존 IP Camera의 종류 및 기능을 파악하고 애완견의 행태 및 애완견의 신체 특징을 반영하여 애완견용 모니터링 제품으로써 필요한 최소한의 디자인 가이드라인을 제시하였다. 또 디자인 가이드를 적용한 시제품을 제작하여 시제품 작동에 대한 애완견의 행동을 관찰하여 문제점을 파악하였다. 그러나 본 연구는 연구 대상이 애견으로 다양한 애견의 만족도를 판단하기 위한 데이터 확보 및 연구기간의 한계가 있었으며, 더 많은 데이터 확보를 위해 향후 지속적인 관찰과 문제점 개선을 통한 후속 연구가 필요하다.
본 논문에서는 애완용 로봇에 장착된 카메라로부터 획득된 연속 영상에서 사용자의 손 제스처를 인식하여 로봇을 제어하는 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 손 검출, 특징 추출, 제스처 인식 로봇 제어의 4단계로 구성된다. 먼저 카메라로부터 입력된 영상에서 HSI 색상공간에 정의된 피부색 모델과 연결성분 분석을 이용하여 손 영역을 검출한다. 다음은 연속 영상에서 손 영역의 모양과 움직임에 따른 특징을 추출한다. 이때 의미 있는 제스처의 구분을 위해 손의 모양을 고려한다. 그 후에 손의 움직임에 의해 양자화된 심볼들을 입력으로 하는 은닉 마르코프 모델을 이용하여 손 제스처는 인식된다. 마지막으로 인식된 제스처에 대응하는 명령에 따라 애완용 로봇이 동작하게 된다. 애완용 로봇을 제어하기 위한 명령으로 앉아, 일어서, 엎드려, 악수 등의 제스처를 정의하였다. 실험결과로 제안한 시스템을 이용하여 사용자가 제스처로 애완용 로봇을 제어 할 수 있음을 보였다.
본 연구는 정서 지원 애완용 로봇에 대한 소비자의 담론을 살펴보고 키워드를 통해 해당 제품에 대한 노년 소비자의 반응을 파악하고자 아마존 사이트 내 하즈브로(Hasbro)의 Companion Pets 제품 사용에 대한 미국 소비자들의 리뷰를 수집하고, R을 이용하여 단어 빈도분석, 토픽모델링 LDA 분석을 실시하였다. 첫째, 키워드 빈도분석 결과 애완용 로봇의 형태가 실제 동물과 유사한지에 대한 관심이 높은 것으로 나타났다. 둘째, 토픽모델링 결과 5개의 토픽으로 인지, 감정, 행동적 반응이 도출되었으며 이는 긍정 및 부정으로 크게 분류되었다. 셋째, 소비자와 애완용 로봇의 상호작용에 영향을 미치는 사용자, 제품 및 환경적 특성이 확인되었다. 애완용 로봇은 반려동물을 키우기 어려운 사람들이 이를 대체하기 위하여 사용하고, 인지적 어려움이 있는 노년 소비자와 신체적 어려움이 있는 소비자가 이를 이용하는 것으로 나타났다. 본 연구는 코로나19와 같은 팬데믹 상황에서 정서 지원 기능을 수행하는 애완용 로봇에 대하여 이해하고, 소비자의 효용을 극대화하는 서비스를 제공하는데 도움을 줄 것으로 기대한다.
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.
여성의 사회참여, 평균수명의 증가에 따른 노령인구의 증가로 가정은 비어 있거나 노인, 어린이만 남게 되는 경우가 증가하고 있다. 본 제품은 이런 추세에 대응하여 가정과 동떨어진 장소에서 인터넷으로 가정을 보안, 감시할 수 있고, 가정에 남겨진 사람과 대화도 할 수 있는 로봇을 구현하고자 한다. 즉, 무선 영상 전송 카메라가 부착된 로봇을 이동시키면서 집안의 환경을 관찰할 수 있도록 하고, 스피커 및 마이크를 로봇에 내장하여 인터넷을 통한 실시간 대화도 가능하도록 하려고 한다. 또한, 외부 침입자 발견 시 자동 촬영 기능이 있으며, 집주인에게 메시지 나 경보음을 보내 대응할 수 있도록 하였다. 이렇게 함으로써 가정을 가진 여성이 집안 걱정을 하지 않고 근무에 전념할 수 있어 생산성이 향상되고, 집에 물건을 놓아두고 외출을 하였을 때 간단한 방법으로 확인 가능한 이점도 있을 뿐 아니라 장기간 집을 비우게 되는 경우에도 항상 집을 감시할 수 있어, 도난 화재 등에 신속하게 대처할 수있다. 1년차 '보안 기능 탑재 애완용 로봇 개발'을 통한 2년차 과제로 로봇의 완성과 제품화 단계에 심혈을 기울였다. 본 연구는 2년차 연구의 결과를 보여주는 것이다.
여성의 사회참여, 평균수명의 증가에 따른 노령인구의 증가로 가정은 비어 있거나 노인, 어린이만 남게 되는 경우가 증가하고 있다. 본 제품은 이런 추세에 대응하여 가정과 동떨어진 장소에서 인터넷으로 가정을 보안, 감시할 수 있고, 가정에 남겨진 사람과 대화도 할 수 있는 로봇을 구현하고자 한다. 즉, 무선 영상 전송 카메라가 부착된 로봇을 이동시키면서 집안의 환경을 관찰할 수 있도록 하고, 스피커 및 마이크를 로봇에 내장하여 인터넷을 통한 실시간 대화도 가능하도록 하려고 한다. 또한, 외부 침입자 발견 시 자동 촬영 기능이 있으며, 집주인에게 메시지 나 경보음을 보내 대응할 수 있도록 하였다. 이렇게 함으로써 가정을 가진 여성이 집안 걱정을 하지 않고 근무에 전념할 수 있어 생산성이 향상되고, 집에 물건을 놓아두고 외출을 하였을 때 간단한 방법으로 확인 가능한 이점도 있을 뿐 아니라 장기간 집을 비우게 되는 경우에도 항상 집을 감시할 수 있어, 도난 화재 등에 신속하게 대처할 수 있다. 1년차 '보안 기능 탑재 애완용 로봇 개발'을 통한 2년차 과제로 로봇의 완성과 제품화 단계에 심혈을 기울였다. 본 연구는 2년차 연구의 결과를 보여주는 것이다.
우리나라에서는 세계적으로 대표적인 엔터테인먼트 로봇 사업이 된 축구 로봇분야가 이미 크게 활성화되어 있고, 애완용 로봇분야는 이미 미국/일본 등의 선진국 기업에서 사업화되기 시작한 분야로, 잠재력이 높은 시장으로 분류되고 있다. 로봇완구 시장 규모만 하더라도 올해 60억 달러를 넘어 설 것으로 전망되고 있고, 2015년까지 30-40%의 고속 성장이 예상된다. 이미 일본, 미국, 유럽을 중심으로 한 선진국에서는 이와 같은 오락/게임용 로봇의 제품 개발이 활발히 이루어지고 있다. 반면 국내의 경우, 국내 로봇시장의 협소한 측면 때문에 이 분야의 기술 개발 투자는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 따라서 오락/게임용 로봇에 대한 체계적인 연구 개발이 이루어지지 못하고, 몇 개의 중소기업 위주로 각기 고유의 모델을 개발하고 있는 실정이다. 그러나 완구 형 로봇이라도 일반 로봇이 가져야할 기능을 다 가지고 있어야 하기 때문에, 고기능을 가진 완구 형 로봇 개발에는 많은 어려움이 예상된다. 특히 로봇은 중요한 몇 개의 기술만으로 완성도가 높은 제품을 만들어내 못하고, 많은 분야의 다양한 기술이 필요한 학제적 분야이다. 이와 같은 측면에서, 다양한 형태의 제품 상품화를 위해서 기능별 모듈화와 각 모듈의 규격화, 표준화가 필요하며, 또한 이들을 묶어서 하나의 제품으로 구현하는 시스템 통합 기술과 상품화 기술의 개발이 절실히 필요하다.
현재 가정을 비롯한 여러 분야에서 서비스 로봇(청소 로봇, 애완용 로봇, 멀티미디어 로봇 둥)의 사용이 증가하고 있는 시장상황을 보이고 있다. 개인용 서비스 로봇은 인간 친화적 특성을 가져야 그 선호도가 높아질 수 있는데 이를 위해서 사용자의 감정 인식 및 표현 기술은 필수적인 요소이다. 사람들의 감정 인식을 위해 많은 연구자들은 음성, 사람의 얼굴 표정, 생체신호, 제스쳐를 통해서 사람들의 감정 인식을 하고 있다. 특히, 음성을 인식하고 적용하는 것에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 감정 인식 시스템을 두 가지 방법으로 제안하였다. 현재 많이 개발 되어지고 있는 음성인식 모듈을 사용하여 단어별 감정을 분류하여 감정 표현 시스템에 적용하는 것과 마이크로폰을 통해 습득된 음성신호로부터 특정들을 검출하여 Bayesian Learning(BL)을 적용시켜 normal, happy, sad, surprise, anger 등 5가지의 감정 상태로 패턴 분류를 한 후 이것을 동적 감정 표현 알고리즘의 입력값으로 하여 dynamic emotion space에 사람의 감정을 표현할 수 있는 ARM 플랫폼 기반의 음성 인식 및 감정 표현 시스템 제안한 것이다.
현재 몇 가지의 제품으로 시장에 출시되어 가정에 조금씩 보급되기 시작한 홈 서비스 로봇은 각각의 제품이 청소, 도난방지 감시, 애완용 등의 특정한 기능을 가지고 가정에서 쉽게 사용 할 수 있도록 날로 발전을 더해가고 있다. 그러나 이러한 현재의 로봇들은 대부분 탑재된 기능과 인공지능이 결합하여 스스로 동작하는 자동화 로봇의 특징만을 지니고 있을 뿐이다. 홈 서비스 로봇의 정의에 충실한 사용자와의 커뮤니케이션의 기능은 거의 전무 하며, UI를 이용한 사용자 인터페이스의 환경에 의존할 뿐이다. 따라서 본 논문에서는 현재 홈서비스의 로봇의 한계성을 극복하고, 저렴하며 활용성이 높은 새로운 홈서비스 로봇의 모델을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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