현재 지능형 서비스로봇이 활성화되고 있으며 지능형 로봇 분야에서 청소로봇은 개인생활의 본질적인 운동성을 보조하며 인간과 공생의 형태를 지원하는 로봇으로 성장하고 있다. 청소로봇은 가정에서 다양한 서비스를 제공하기 위하여 가정환경과 적절한 상호작용은 필수적이다. 따라서 로봇이 외부의 서버와 협동을 통한 원격제어는 필수적이라 할 수 있다. 현재 지도 작성이 가능한 청소로봇은 바닥에 센서를 부착하거나 작업환경에 카메라 및 기타 많은 장치를 구축하므로 고가의 장비로 분류되어 일반적으로 활용지 못하고 있다. 본 연구에서는 청소로봇의 효율적인 제어를 위하여 작업환경에서 로봇의 궤적과 센서정보를 원격으로 서버에 전달하고 서버는 이러한 정보를 바탕으로 지도를 작성하고 최적의 작업을 수행할 수 있는 알고리즘을 연산하여 로봇에 전달할 수 있는 방법을 연구하였다. 이는 로봇이 지도 작성을 위한 연산 과정을 줄이므로 수행 시간을 단축하고 로봇에 주어지는 부하를 줄일 수 있다. 또한 원격으로 제어를 수행하므로 무선통신이 가능한 각종 디바이스와 상호 연동할 수 있는 체계를 만들어 유비쿼터스 환경을 구축할 수 있는 계기를 만들므로 청소로봇의 성능이 향상될 수 있음을 보인다. 본 연구에서는 청소로봇을 제작하고 시뮬레이션과 실험을 통하여 전체적으로 주어진 작업을 효율적으로 수행할 수 있음을 보여준다.
Collaborative Robot (Cobot) that can collaborate with humans by fusion with many advanced technologies among industrial robots in the industrial field are attracting attention. In this study, the engineers of Small and Medium Enterprises can directly participate in the cobot design, and ultimately, the possibility of deriving the shape design of the differentiated cobot was studied. The method applied to derive the shape design of differentiated cobot is 'Morphological Analysis'. First, the design elements of the form of cobots were derived as 'Link' and 'Joint'. In addition, by analyzing the image form of the Link and Joint of the existing cobot, a new form element of the Link and Joint was proposed. In order to quantitatively identify the most discriminating cobot shape design, FGI (Focus Group Interview) was conducted to derive image types of 4 Link and 3 Joint. Then, the most important 'Shape Combination' was carried out in morphological analysis, and 12 new cobot shape designs were drawn. Through this, the applicability of the morphological analysis method in the derivation of differentiated cobot shape design was examined.
Cobots are industrial robots with greatly enhanced safety functions that enable them to work in the same space with workers without protector. Cobots are regulated by the Industrial Safety and Health Act and must be certified according to the manufacturing stage, installation stage and usage stage. The ISO 10218-2 standard applied in the installation phase is difficult to apply in the field. Therefore, it is necessary to develop a risk assessment method based on ISO 12100 standard. This paper proposes a new methodology that combines 'JSA' and 'What-if', which reflects the human error and the lack of known risk factors. Accordingly, a new risk assessment template was proposed and the effectiveness of the developed new template was examined. The current cobot safety regulations need to be unified with safety inspections scheme, and robot safety experts and infrastructures need to be expanded and Robot safety regulations should be unified to 'Robot Act'. Based on this research, risk assessment methods suitable for the field need to be developed additionally, and robot safety regulation needs to be transformed to promote the industry.
재난방지 및 구호에 사용되는 로봇의 주된 목적은 인간이 직접적으로 접근하기 곤란한 지역에 대한 올바른 상황 정보를 얻기 위함이다. 하지만, 재난지역에서는 통신이 원활하게 접속되지 않거나, 육안을 벗어나는 경우, 원격조정에 의한 통신을 통한 로봇들이 업무지시를 수행해야 하는데 상당한 어려움이 있다. 더군다나 재난지역의 범위가 공간적으로 방대하여 자율적이고, 협동할 수 있으며, 함께 행동할 수 있는 지능적인 로봇의 필요성이 대두되고 있다. 따라서 본 논문에서는 이전 연구에서 개발한 모듈러 기반의 생체로봇을 이용하여 재난지역에서 원활한 업무수행을 할 수 있도록 모듈러 로봇간의 상호인식방법을 연구하고자 한다. 특히, 서로의 위치를 인식하기 위한 방법으로 LED-RGB 센서를 이용한 상호위치인식 방법을 연구하고자 한다.
In this paper, we propose dynamic hybrid control method which takes the manipulator dynamics into consideration and extend to two cooperating robots. The first step is the linearization of the manipulator dynamics and the second step is the design of position/force controllers for the linearized model which takes account of both the command response and the robustness of the controllers to modeling errors and disturbance. We also consider load sharing for each robot.
이동매니퓰레이터의 중요한 특징은 잉여의 자유도가 부과되므로 여러 모드의 이동을 가능하게 하고 다양한 작업을 수행할 수 있다. 본 논문에서는 이동로봇과 작업로봇이 결합된 형태를 이동매니퓰레이터라 정의하고 두 로봇이 협동하여 연속적인 하나의 작업을 수행할 때 최적의 자세를 유지할 수 있도록 한다. 이를 위하여 이동 로봇과 작업로봇의 기구학을 해석하고 이를 바탕으로 이동로봇의 Mobility를 이용하여 이동로봇의 가중치를 조정하였다. 또한 이동매니퓰레이터의 최적의 위치와 자세를 조인트 변위량의 최소화 충분조건으로 정의할 때 움직임을 최소화시키는 방법으로 Gradient Method를 이용하여 작업의 최적화 기준을 검토하였다. 이동로봇과 결합된 매니퓰레이터는 PURL-II를 이용하여 제시한 알고리즘 실현과 결과가 논의된다.
최근 SW 교육의 중요성이 부각되면서 많은 사람들이 Computational Thinking의 계발에 관심을 보이고 있다. 이에 따라 프로그래밍 교육이 새롭게 주목받고 있으며, 특히 로봇을 프로그래밍 교육에 활용하는 연구들이 다양하게 수행되고 있다. 본 연구에서는 기존 로봇 프로그래밍 교육의 문제점을 개선하고 소통과 협력을 강조하여 웹 2.0 기반의 도구를 활용하는 방안을 모색하였다. $Gagn{\acute{e}}$ & Briggs의 교수 사태를 기본 모형으로 삼고 각 단계에서 학습자가 웹 2.0 도구를 활용하여 협력 학습을 할 수 있는 교육 방안을 개발하였다. 제안된 방안의 가치를 평가하기 위해서 방안 적용 전후로 협동성 검사를 실시하였으며, 그 결과 학생들의 협동심에 향상에 긍정적 영향을 미친 것으로 나타났다.
기술의 발전과 더불어 로봇은 더욱 소형화 되어가지고 응용을 요구하는 로봇의 수효는 더욱 커지고 있다. 지역적 상호작용을 통하여 많은수의 자동로봇을 처리하는 방법이 로봇군집에 있어서 더욱 중요한 실험 주제로 자리잡고 있다. 군집로봇시스템은 선배정된 조건으로부터 자기의 상태를 유추할수 있는 제한된 환경가운데 있는 독립적인 자동로봇으로부터 자기자신을 유도할 수 있고 서로간의 역할을 분담하는 로봇이다. 군집로봇에 있어서 로봇을 둘러싸고 있는 상황을 인식하기 위해 센서부분을 포함하고 정보를 교환하기위해 통신 부분을 포함하고 작업을 하기위해 액튜에이터 부분을 포함한다. 특히 다른 로봇과의 협동작업을 하기 위해 로봇과의 통신은 필수적인 요소이다. 블루투스는 저전력 소모라든지 모둘패키지 크기가 작든지, 여러 가지 기준 프로토콜을 가지고 있든지하여 작은 크기의 로봇시스템에 적용할 수 있는 많은 잇점을 가지고 있다. 본문에서 자동로봇을 위하여 블루투수 통신을 개발한다. 그리고 지능공간안에서 군집합로봇의 통신시스템을 개발하기 위한 작업을 진행하기위한 방법을 논의한다.
현재 로봇기술과 관련된 강의들은 수강생들의 다른 기초 지식 수준과 교수학습 방법에 관한 문제들을 가지고 있다. 이 연구는 이러한 문제점에 고려하여 성취과제분담 협동학습(STAD)의 모형을 로봇기술 입문 강의에 적용한 사례 연구이다. 이 강의에서 STAD학습 모형을 사용하여 다른 지식 수준을 가지고 있는 팀 구성원의 능력 향상에 초점을 두고 과제와 프로젝트와 같은 수업 활동을 통하여 서로 팀 구성원들이 협력하는데 관심을 가지게 된다. 이는 모든 구성원들이 팀 성과에 따라 같은 성적을 받게 되기 때문이다. STAD 학습의 성과는 로봇 기술과 관련된 기초 지식, 로봇 기술을 가르치기 위한 태도, 그리고 학습 영역에 대한 자신감과 교수 능력에 관하여 사전 평가와 사후 평가를 실시하였고 t 검정을 통하여 그 효과를 분석하였다. 이 연구의 참가자는 교사양성기관의 22명의 예비기술교사이다. 이 연구의 결과 로봇 기술과 관련된 기초 지식, 로봇 기술을 가르치기 위한 태도, 그리고 학습 영역에 대한 자신감과 교수 능력에 있어 향상된 성취를 보였다. STAD 학습은 특별한 상황에서 예비교사들에게 더 나은 학습 결과를 도출하기 위한 하나의 대안적인 방법이라 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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