로봇의 어원은“로보타(Robota)"로 체코의 유명극작가 카렐차펙이 1920년에 쓴 희곡에서 처음 소개되었으며, 이는 체코어로 "강제적 노동 또는 노예"를 뜻한다. 로봇의 생산은 1980년대부터 본격적으로 시작되었으며, 2000년까지는 주로 산업현장에서 용접, 도장, 조립과 같은 작업을 수행하는 산업용 로봇이 생산되었다. 이들 로봇은 사람이라면 쉽게 지치거나 부주의해지기 쉬운 단순 반복작업을 고정된 위치에서 지정된 작업을 반복적으로 수행하도록 설계되어 사람보다 더 빠르고 정밀하게 일을 수행함으로써 생산성 향상에 중요한 역할을 담당하였다.
일반적으로 21세기에는 로봇이 기존의 인간이 가지고 있던 작업영역을 대처 할 거라고 말해지고 있으며 가까운 미래에 재난 현장, 인명구조, 지뢰제거, 정찰과 같은 위험작업 영역에 대해서 먼저 기존 인력을 대처할 수 있는 이러한 로봇의 필요성이 두각 되고 있다. 그러나 이러한 위험 작업 현장에서 운영이 가능한 로봇이 만들어지기 위해서는 일차적으로 일반적인 위험작업 지역인 계단과 같은 비 평탄 지형에 대한 이동 성능을 보장할 수 있는 로봇 이동 기술의 개발이 필요하다 일반적으로 이동형 로봇은 Wheel Type, Track Type 그리고 Walking Type으로 구분이 된다. 하지만 비평탄 지역에서 Wheel Type은 Track Type에 비해서 상대적인 주행성능이 떨어진다고 일반적으로 말해지고 있으며 또한 Walking Type은 제어방식이 복잡하고 제어부의 크기가 커서 앞의 두 방식에 비해 절대적으로 이동속도가 느리다는 단점을 가지고 있다. (중략)
군집 로봇(swarm robots)의 경우 작업을 수행하기 위해서는 여러 로봇의 협동 작업이 필요하게 된다. 따라서 로봇이 주어진 환경을 인식하고 모델링 하는 것, 주어진 복잡한 작업을 분석하고 단순한 작업으로 나누는 것, 로봇에서 주어진 작업을 효과적으로 이행하는 것 등이 연구의 핵심이 되고 있다. 침입자 발견시 군집 로봇이 침입자를 효과적으로 추적하기 위해서는 다양한 경로를 통해 침입자가 이동할 수 있는 경로를 예상하고 분산 이동해야 한다. 본 논문에서는 알려진 맵에서 군집 로봇이 침입자를 효과적으로 추적하기 위한 분산 이동 방법을 제안한다.
한국과학기술원 인간친화복지로봇 연구센터에서 개발 중인 ISH(Intelligent Sweet Home)는 다양한 서비스 로봇 및 인간-기계 인터페이스(HMI:Human-Machine Interface)를 통해서 노약자 및 장애인의 일상 생활을 도와 줄 수 있는 지능형 주거 공간이다. ISH에서는 홈네트워크를 통해 연결된 가전 기기 및 환경 정보 취득이 가능한 센서 장비, 그리고 지능형 침대, 휠체어, 이동 보조 로봇 등이 거주자가 독립 생활을 영위할 수 있도록 여러 가지 서비스를 제공한다. 하지만 노약자 및 장애인의 관점에서 서비스 양의 증가뿐만 아니라, 이를 쉽고 편하게 운용할 수 있는 서비스 질의 측면 또한 중요하게 고려하여야 한다. 이러한 이유 때문에, ISH에서는 집사 로봇(steward robot)의 개념을 도입하여 거주자와 복잡한 시스템의 효율적인 매개체로 사용하고 있다. 사용자의 편의를 추구하기 위한 공학적인 접근방법 중의 하나로, 본 논문에서는 집사 로봇의 작업 계획 기능에 대해서 설명하도록 한다. 작업 계획 시스템을 이용하여, 집사 로봇은 사용자의 상위 레벨 명령을 해석하여 각 로봇 또는 제어 가능 개체들을 제어하게 된다. 제안하는 시스템은 STRIPS(STanford Research Institute Problem Solver) 상태 표현 방법과 그래프계획(Graphplan) 방법에 기반하여 작업 계획을 수행한다. 또한 작업 계획 속도를 증가 시키기 위하여 공간 추상화(world abstraction)와 하위 목표 계획(subgoal planning)의 개념을 적용하였다. 그리고 ISH에서 정의된 시나리오를 이용한 상위 레벨 명령을 통해 제안된 시스템의 효용성을 검증하도록 한다.
현재 선박이나 교각 해양플랜트는 많은 철판으로 구성이 되어 있다. 특히 해양플랜트와 선박에는 오랜시간 바다에 있으므로 각종 해양생물들이 붙어 번식을 한다. 이러한 해양생물은 선박의 속도 및 연료 소모에 상당한 영향을 미친다. 그러므로 선박이나 해양플랜트 구조물은 정기적으로 벽면에 서식하는 해양생물을 제거하고 있으며 이러한 제거과정과 도장을 다시하는 과정에서 작업자들에게 위험이 따른다. 본 연구는 선박이나 해양플랜트와 같은 철로된 구조물의 위험한 작업을 대신할 로봇의 기반인 철판 벽면을 이동하는 로봇을 연구하였다. 현재 많은 벽면 로봇들이 연구되고 있다. 영구자석 또는 전자석 휠을 사용하거나 공압을 이용하여 수직벽면에서 작업을 한다. 특히 공압 방식을 많이 사용하였는데 수직벽면에 로봇이 밀착될 만큼 강한 공압이 필요하게 되기 때문에 부가적인 장치가 많이 필요하다. 본 논문에서는 부가적인 장치를 최소화하고 효과적인 동작을 하기위해 전자석 방식을 선택 하였으며 간편하게 선박의 수직벽면을 작업할 수 있는 전자석 방식의 4 륜 로봇을 개발하고자 한다. 선박의 수직벽면 작업용 4 륜구동 로봇을 전자석을 이용하여 수직벽면에 부착할 수 있도록 설계하였으며 자력의 세기와 방향을 제어하여 로봇이 선박의 수직면에 밀착되어 자유롭게 이동이 가능하도록 개발 하고자 한다.
ISO TC 184/SC 2 로봇과 로봇장치 분과의 4개 작업그룹회의가 미국 LA에서 열렸다. 우리나라는 5개의 작업그룹 중에서 WG 1과 WG 8의 컨비너를 수임하고 있는 등 서비스로봇 분야 표준화활동을 주도하고 있다. 문승빈 세종대학교 컴퓨터공학과 교수의 참관기를 싣는다.
본 논문에서는 인공 면역 시스템과 분산 유전자 알고리즘에 기반하여 동작하는 자율분산로봇 시스템을 제안한다. 시스템에서 로봇들의 행동은 전역행동과 지역행동으로 분류된다. 전역행동은 환경에서 작업을 탐색하는데 이를 빠르게 수행하기 위하여 집합과 분산의 두 가지 행동으로 이루어져 있다. 이때 인공 면역 시스템은 로봇이 어떤 행동을 선택하여 행동할 것인가를 결정한다. 지역행동은 탐색된 작업을 수행하는 부분으로서 어떤 로봇들이 협조행동을 할지를 학습하고, 학습한 결과에 따라 작업을 수행하는 행동을 한다. 이를 위해 분산 유전자 알고리즘을 이용하여 각 로봇들은 주어진 작업에 대하여 학습을 한다. 제안된 시스템에서 학습 알고리즘은 주어지는 작업의 변화로봇들은 주어진 작업을 수행하기 위해 학습을 하고, 주어진 작업이 변할 경우 스스로 대처한다는 면에서 기존의 자율 분산 시스템보다 적응성에서 향상된 시스템이다.
한국원자력연구소의 로봇개발팀에서는 중장기 연구 개발 과제가 이루어지기 이전인 87년부터 원자력 기초/기반 기술 연구 분야로서 원격 조작 기술, 고지능 로봇 기술 등을 기본 과제 형태로 자체 추진하여 핵심 요소 기술을 구축하였으며, 92년부터는 원자력 중장기 연구 개발 과제와 연계하여 인간의 접근이 제한된 고방사선 지역에서의 감시 및 점검 작업 로봇 분야를 집중 연구 개발하기 시작하였다. 개발 대상인 원격 제어 로봇 시스템은 원자력발전소에서의 점검 및 감시 작업을 원격/무인/자동화하여, 사람이 접근하기 어려운 고방사선 환경하에서의 감시$\cdot$점검$\cdot$유지 및 보수 작업을 함으로써 작업의 안전성 및 신뢰성을 향상시키고 또한 작업의 효율을 극대화시킬 수 있다. 특히 사람을 대신한 로봇 활용은 극한 작업을 원격 무인화할 수 있기 때문에 ALARA 개념에 의한 관련 종사자의 방사선 피폭을 보다 낮출 수 있을 것으로 전망된다.
본 논문에서는 컬러 모노 카메라를 이용한 자동 전착 로봇 시스템 (Automatic Electrophoretic Deposition Robot System)을 제안한다. 전착 로봇 시스템은 실제 전착 작업 수행을 위한 2자유도 직교 로봇과 로봇 자동 제어를 위한 컬러 모노 카메라로 구성되어 있다. 직교 로봇은 전착 작업 특성상 10mm/s까지 저속 구동이 가능하도록 스크류 (Screw)를 사용하여 감속 구동하였다. 컬러 모노 카메라는 로봇과 비커에 부착된 컬러 마커를 인식하여 각각의 위치를 측정하고 측정된 위치를 기반으로 로봇을 제어한다. 또한, 카메라에 의해 비커에 부착된 컬러 마커의 조합을 인식하여 다양한 작업 변수를 갖는 전착 작업을 판단한다. 제안된 자동 전착 로봇 시스템의 효율성을 입증하기 위해 전착 작업 실험을 수행하였고 그 결과를 제시하였다.
로봇 경로프로그래밍 작업의 단순화는 산업용 로봇응용분야중 경로가 복잡할 경우, 예를 들어 연삭, 디버링, 폴리싱등 의 가공분야 그리고 아크용접같은 작업에서, 더욱 절실한 문제가 되고있다. 기존 로봇 프로그래밍 방식은 죠이스틱 또는 티칭 유니트, 오프라인 그리고 메스터-슬레이브 방식으로 구분될 수 있는데 각각 많은 프로그래밍 시간소요, 현장성부족 그리고 적용 로봇에의 한계를 문제점으로 들 수 있다. 여기서는 6축 수직 다관절 로봇의 손목부위에 6자 유도의 F/T 센서를 부착하여 작업자가 직접 로봇의 엔드 이펙트를 잡고 원하는 경로를 따라가는 동안 경로가 자동 프로 그래밍되는 알고리즘을 실험 결과와 함께 제시하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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