This paper presents an implementation of speech recognition system for teaching an autonomous mobile robot. The use of human speech as the teaching method provides more convenient user-interface for the mobile robot. In this study, for easily teaching the mobile robot, a study on the autonomous mobile robot with the function of speech recognition is tried. In speech recognition system, a speech recognition algorithm using HMM(Hidden Markov Model) is presented to recognize Korean word. Filter-bank analysis model is used to extract of features as the spectral analysis method. A recognized word is converted to command for the control of robot navigation.
Generally, a mobile robot is moved by original input programs. However, it is very hard for a non-expert to change the program generating the moving path of a mobile robot, because he doesn't know almost the teaching command and operating method for driving the robot. Therefore, the teaching method with speech command for a handicapped person without hands or a non-expert without an expert knowledge to generate the path is required gradually. In this study, for easily teaching the moving path of the autonomous mobile robot, the autonomous mobile robot with the function of speech recognition is developed. The use of human voice as the teaching method provides more convenient user-interface for mobile robot. To implement the teaching function, the designed robot system is composed of three separated control modules, which are speech preprocessing module, DC servo motor control module, and main control module. In this study, we design and implement a speaker dependent isolated word recognition system for creating moving path of an autonomous mobile robot in the unknown environment. The system uses word-level Hidden Markov Models(HMM) for designated command vocabularies to control a mobile robot, and it has postprocessing by neural network according to the condition based on confidence score. As the spectral analysis method, we use a filter-bank analysis model to extract of features of the voice. The proposed word recognition system is tested using 33 Korean words for control of the mobile robot navigation, and we also evaluate the performance of navigation of a mobile robot using only voice command.
This study, as a part of integrated human-robot ergonomics, improves the robot motion control on the robot task in the TOES/WCS whose purpose is improving the teaching task constructed in the previous study. First, the updated combined fuzzy process using a new membership function with Weber's law is constructed for the purpose of coordinate reading of the end points in the macro motion control. Second, an algorithm using the geometric analysis is desinged in order to calculate position values and posture values of the robot joints. Third, the MGSLM method is designed to remove unnecessary the robot motion control caused by the GSLM method in the micro motion control. Consequently, proposed methods in this study lessen burdcn of a human of an improvement of the robot motion control and reduce the teaching time of a human operator and inaccuracy of the teaching task, which contribute to the integrated human-robot ergonomics.
Controlling a mobile robot using conventional control devices requires skill and experience, and is not intuitive, especially in complex environments. For human-mobile robot cooperation, the direct-teaching method with impedance control has been used most frequently in complex environments. This thesis proposes a new direct-teaching method for a mobile robot utilizing variable impedance control. This includes analysis of user intention, which is changed by force and moment. A fuzzy inference technique is proposed in this thesis for identification of user intension. The direct teaching of a mobile robot based on variable impedance control through fuzzy inference is experimentally verified by comparing its efficiency to that of the conventional impedance control-based direct teaching of a mobile robot. Experimental data, such as the total time consumed, path error time, and the total energy used by the user, were recorded. The results showed that the efficiency of variable impedance control was increased.
The purpose of this study was to analyze Early Childhood Teachers' awareness of R-Learning. The Subjects were 6 Early Childhood Teachers who experienced to use Robot in their teaching and learning. The data was analyzed through semi-structured in-depth interview and teachers' journals. The results showed possibilities and limitations of R-learning. As possibilities of R-learning, it was found that robot is am attractive teaching materials. In addition, it was found that robot might be an assistant teacher. Third, robot helps children improving their social development. Fourth, teachers might get confident while using robots in their teaching and learning. However, there were limitations of R-learning. First, teachers need to understand what R-learning means. Second, there are some functional problems of R-learning. Third, there are lack of qualitative contents of R-learning. Finally, robots need to be general to every children.
이 연구의 목적은 교사보조로봇의 역할에 적합한 인상을 찾고, 그러한 인상을 발현하는 체형적 특징을 밝혀내어 교사보조로봇의 디자인 가이드라인을 제시하는 것이다. 교사보조로봇의 역할 이미지를 문헌과 요인분석을 통해 얻고, 인간의 체형요소로부터 교사보조로봇의 체형요소를 8가지로 구성하였다. 체형요소에 따라 변화된 삼차원 로봇 외형 샘플이 제작되어 실측 크기로 벽에 투영되었으며, 교사보조로봇의 주사용자인 아동이 로봇 샘플을 평가하였다. 평가 기준은 교사보조로봇의 역할 이미지, 연령과 성별에 관한 형용사, 선호도, 교사보조로봇으로서의 적합도였으며, 평가 결과는 분산분석, 상관분석에 의해 분석되었다. 실험결과로부터 아동의 교사보조로봇에 대한 역할 이미지에 관련이 있는 요소는 머리길이의 비율, 키, 가슴둘레의 비율, 허리둘레였다. 이 중 키와 허리둘레는 다른 요소에 비해 중요도가 높았으며, 특히, 허리둘레는 모든 역할 이미지에 높은 관련성이 있었다. 또한 다정하고 친절한 인상을 발현하고자 할 때는 허리둘레에 따라 머리길이의 비율을 조절해야 하는 것으로 나타났다. 이러한 분석결과를 토대로 교사보조 로봇의 디자인 가이드라인을 제안하였다.
유비쿼터스 컴퓨팅 기술과 로봇 기술의 발달과 함께 지능형 로봇은 여러 분야에서 활용되고 있고, 점차 그 범위가 확대될 것으로 예견된다. 많은 서비스 로봇들 중에서 교육용 로봇을 이용한 r-Learning의 개념과 함께 다양한 필드 스터디가 이루어지고 있다. 현재 교사 보조 로봇은 곧 실용화를 앞두고 많은 HRI 연구가 요구되는데, 본 연구에서는 로봇의 교수 스타일에 따라 학생의 반응을 살펴보고자 하였다. 이를 위하여 초등학교 6학년 평균키의 양팔이 달린 교사보조 로봇 프로토 타입을 제작하고, 동일한 영어단원에 대하여 두 가지 교수 스타일(명랑, 진지)의 컨텐츠를 개발하여 탑재한 후 초등학생 3학년을 대상으로 흥미도, 성취도, 집중도가 어떻게 다른지를 실험 비교하였다. 실험 결과, 학생의 흥미도는 명랑한 로봇과 함께 수업한 집단이 높았지만, 성취도는 로봇의 스타일과 유의미한 관계가 없었으며, 집중도는 진지한 교수 스타일의 로봇과 함께한 그룹의 시간이 길었다. 이러한 결과는 교사보조 로봇의 컨텐츠를 제작함에 있어, 중요한 가이드라인이 될 것이다.
This paper presents the ROBOT MODAPTS(Modular Arrangement of Predetermi- ned Time Standards) technique which can be applied to the robot motion analysis. Robot motions are easily divided into several movement activities and terminal activi- ties by means of the ROBOT MODAPTS technique Each link of robot arm is numbered such that finger is 1, hand is 2, elbow is 3, and so on. The robot motion time of each link is counted by multipling its given number to some time values observed at the finger movement. We can easily estimate robot teaching task time with this technique. This technique can be applied efficiently to establishing an adaptable robot motion ergonomically.
인공 지능 시대가 도래함에 따라, 로봇 교육과 그 역량 강화에 대한 교육은 전 세계적으로 널리 적용되고 적용되었습니다. 본 연구의 목적 : 학생 교육 및 교육에서 AI 교육 로봇의 응용 효과를 체계적으로 평가; 본 연구의 방법 : 컴퓨터를 사용하여 "Web of Science", "CNKI", "ERIC", "IEEE"와 같은 검색 도구에서 관련 교육을 검색하십시오. 로봇 티칭과 전통적인 티칭의 효과에 대한 비교 연구 검색 시간은 2000 년 1 월부터 2020 년 1 월까지입니다. 포괄적인 MetaAnalysis 2.0을 메타 분석에 사용했습니다. 본 연구 결과 : 31 개의 유효한 연구 문헌에 대한 정량 분석과 메타 분석이 AI 교육 로봇에 미치는 영향에 대한 객관적인 평가 분석 결과 AI 교육 로봇이 학생 학습 효과에 미치는 효과는 0.465임 이는 교육용 로봇이 학생의 학습 효과에 어느 정도 긍정적인 영향을 미침을 나타냅니다. 이 연구의 결론 : 학생 교육 및 교육에서 AI 교육 로봇의 적용 효과는 전통적인 교육 방법보다 우수하며 학생 학습을보다 효과적으로 홍보 할 수 있습니다.
'교구로봇' 교육은 영재교육과 경진대회를 통하여 초등학생과, 학부모, 교사에게 기대와 인식이 매우 보편화 되었으며, 창의성과 통섭교육에 대한 관심이 높아짐에 따라 초등학교 방과후 학교의 로봇교육은 더욱 증가할 것으로 보인다. 그러나 방과후 로봇 교실 운영에 대한 초등현장의 교구로봇 교실 운영 실태조사가 이루어지지 않고 있을 뿐만 아니라 지도교사 양성이나 체계적인 프로그램 운영 관리가 부족한 상황이다. 본 연구는 지역별, 지역단위별, 공 사립별, 학급수별에 따른 초등학교의 방과 후 '교구로봇' 교실의 운영실태 및 담당 지도교사의 인식을 조사하여 문제점을 파악하고 보다 바람직하고 효율적인 방향으로 방과후학교 로봇 교실이 정착될 수 있도록 시사점을 제시하고자 한다. 본 연구의 결과에 따르면 지역별, 지역단위별, 학급수에 따른 '로봇교실'의 실시현황은 유의미한 차이를 보였으며, 수업을 운영함에 있어 가장 큰 문제는 반편성 방법에 있는 것으로 나타났다. 또한, 방과후학교 수업을 통하여 기대하는 효과에 대하여 지도교사들은 사교육비 절감 및 창의력 향상을 가장 기대하고 있는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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