• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.331-339
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• 2016

본 논문에서는 노령화 사회에서 노인들의 기본 건강과 생활을 케어 할 수 있는 홈 웰니스 로봇 플랫폼을 개발한다. 실내 환경에서 웰니스 서비스에 초점을 맞추어 로봇 및 센서 플랫폼을 구현한다. 로봇플랫폼에서는 정밀제어 이동기능과 정교한 로봇 팔 및 핸드를 개발하고 인간친화형 로봇구조로 설계되어진다. 이동로봇은 옴니휠 기반의 쾌속 시스템으로 제어된다. 로봇팔은 섬세한 조작기능을 수행할 수 있도록 인간의 팔과 유사한 구조로 구현한다. 센서 플랫폼에서는 RF태그와 스테레오 카메라를 활용하여 로봇자신과 대상물체의 위치 인식시스템을 구축한다. 정확한 위치와 자세 인식을 위하여 센서 융합 알고리즘이 제안된다. 끝으로 웰니스 로봇 플랫폼의 좋은 성능들이 실시간 시험 구동을 통하여 확인되어 진다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.771-778
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• 2004

Recently, various applications of robot system become more popular in accordance with rapid development of computer hardware/software, artificial intelligence, and automatic control technology. Formerly robots mainly have been used in industrial field, however, nowadays it is said that the robot will do an important role in the home service application. To make the robot more useful, we require further researches on implementation of natural communication method between the human and the robot system, and autonomous behavior generation. The gesture recognition technique is one of the most convenient methods for natural human-robot interaction, so it is to be solved for implementation of intelligent robot system. In this paper, we describe the state-of-the-art of advanced gesture recognition technologies for intelligent robots according to three methods; sensor based method, feature based method, appearance based method, and 3D model based method. And we also discuss some problems and real applications in the research field.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.1897-1904
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• 2006

가사도우미 로봇과 같은 서비스 로봇은 가사구성물이 내제된 가정 내 가사 구성물 환경을 인식해야한다. 기존에는 홈서비스 로봇 등은 CCD, 초음파 등의 센서로 가정 내 구성물 및 실내 지형을 인식하였다. 실내지형 지도를 작성 할 경우 가사 구성물에는 헝겊 등이 있는바, 음파 등을 흡수하여 정확한 지형 지도가 만들어지지 못한다. 또한 CCD 카메라를 쓸 경우 pixel에 따라 거리 측정 정도가 달라지는 문제가 발생하고 가격이 고가이다. 본 논문은 이동로봇을 위한 위치 및 물체인식용 지능형 센서 제어 시스템에 대해 기술한다. 개발된 센서제어시스템은 저가의 광 PSD(Position sensitive detector)를 사용하였다. PSD센서의 스위칭 노이즈 및 광 산란에 의한 잡음을 효과적으로 제거하기 위해 로봇의 주행 중 센서 스캔 시 간 등을 고려하여 heuristic software filter를 제안하였다. 또한 개발된 시스템은 초음파 센서에 의한 지형작성 비교와 본 논문에서 개발한 시스템을 비교하였으며, 복잡한 실내지 형을 대상으로 실험 지형지도 작성 실험을 통해 우수성을 입증하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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• pp.1621-1623
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• 1997

Use of teaching pendant is the most widespread and economical way to teach desired motion to robots. It is also very primitive,time consuming and ineffective way of teaching which has not changed since the early days of robot. In order to reduce the teaching effor, a new efficient form of teaching is needed. Also, the recent robotics research trend into service robots such as home robot, nurse robot and medical robot calls for a new teaching method which is both easy and inexpensive. In this paper, the design and operation principle of a low cost force/moment sensor is presented. The proposed sensor architecture is so simple and inexpensive that it opens the prospect for a new paradigm of robot teaching which is easy and efficinet. Other prospective areas of application are tele-manipulation of robots wher it can be used in master arm, and virtual environment where it can be used as an user input device.

• 서비스연구
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• 제4권1호
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• pp.49-59
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• 2014

상황인식 기술은 유비쿼터스(스마트) 환경에서 지난 수년간 중요한 이슈로 떠오르고 있으며, 현재도 연구자들에 의해 많은 연구가 이루어 지고 있다. 상황인식 기술은 물리적인 환경으로부터 다양한 정보를 획득/가공하여 사용자에게 능동적인 서비스와 정보를 제공하는 컴퓨터 시스템이다. 상황인식 시스템은 각종 센서로부터 발생하는 낮은 수준의 상황정보를 높은 수준의 상황정보로 변환하여 사용자에게 원하는 서비스를 제공하는 환경을 만들어 준다. 본 논문에서는 물리적인 스마트 공간에 존재하는 각종 센서로부터 얻어진 하위단계(Low-level)의 Event-driven 센서정보를 온톨로지 기반 상황정보로 모델링 하여 상위단계(High-level) 상황정보로 변환하는 상황정보를 모델링하여 상황인식 시스템을 구현하였다. 또한 변환된 High-level 상황정보는 가상공간에서 ECA(Event, Condition, Action) 룰에 따라 사용자에게 언제 어디서나 사용자가 필요로 하는 능동적이고 지능적인 서비스를 제공하고, 스마트 홈 환경에서 사용자에게 다양한 가사 도우미 로봇 서비스의 구현 사례를 소개 하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.1938-1943
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• 2005

Network human-robot interface is an important research topic. In home application, users access the robotic system directly via voice, gestures or through the network. Users explore a system by using the services provided by this system and to some extend users are enable to participate in a service as partners. A service may be provided by a robot, a group of robots or robots and other network connected systems (distributed sensors, information systems, etc). All these services are done in the network environment, where uncertainty such as the unstable network connection, the availability of the partners in a service, exists. Moreover, these services are controlled by several users, accessing at different time by different methods. Our research aimed at solving this problem to provide a high available level, flexible coordination system. In this paper, a multi-agent framework is proposed. This framework is validated by using our new concept of slave agents, a responsive multi-agent environment, a virtual directory facilitator (VDF), and a task allocation system using contract net protocol. Our system uses a mixed model between distributed and centralized model. It uses a centralized agent management system (AMS) to control the overall system. However, the partners and users may be distributed agents connected to the center through agent communication or centralized at the AMS container using the slave agents to represent the physical agents. The system is able to determine the task allocation for a group of robot working as a team to provide a service. A number of experiments have been conducted successfully in our lab environment using Issac robot, a PDA for user agent and a wireless network system, operated under our multi agent framework control. The experiments show that this framework works well and provides some advantages to existing systems.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1824-1832
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• 2011

본 논문에서는 스마트 홈 서비스 로봇인 맥봇II(Mess-Cleanup Robot; McBot II)를 설계한다. 그것은 맥봇I에 비하여 더욱 지능적이고 실용적인 시스템으로 개발하였다. 지금까지 진공청소기는 가사 노동의 부담을 덜어주었지만 진공청소기를 운용하는 점에서 노동의 강도는 차이가 없다. 최근에 이 문제의 해결을 위해 상용화된 청소로봇이 나왔지만 큰 시장을 형성하지는 못했다. 왜냐하면 여전히 진공청소 이전에 큰 부피의 쓰레기나 신문, 옷가지 등을 정리정돈 하지 못하는 문제를 가지고 있다. 따라서 우리는 실제 환경에서 이 문제를 해결하기 위해 더 발전된 새로운 정리정돈 로봇 맥봇II를 개발한다. 특히, 본 논문에서는 로봇의 기계적인 설계와 기본적인 제어에 초점을 맞추어 논문을 구성한다. 맥봇II는 인간이 허리 및 손을 이용하여 정리 정돈 작업을 수행하는 메커니즘을 모델로 하여 설계되어 진다. 작업 시 인간의 허리 기능은 변화 범위가 큰 수직형 리프트와 전후진이 가능한 어깨 조인트 구조로 구현한다. 정리정돈 작업을 직접 수행하는 로봇 팔과 핸드는 실용성을 위하여 최소 자유도를 갖는 시스템으로 설계한다. 또한 맥봇II가 좁은 면적의 실내에서 장애물과의 충돌을 방지하면서 고속의 이동 능력을 갖기 위하여 홀로노믹(Holonomic)특성의 이동로봇으로 설계한다. 끝으로 최적화 설계로 구현된 로봇의 몸체/이동/로봇팔/핸드의 동작 제어 실험 결과들을 통하여 맥봇 II의 향상된 성능을 확인한다.

• ETRI Journal
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• 제40권4호
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• pp.446-457
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• 2018

Robot navigation allows robot mobility. Therefore, mobility is an area of robotics that has been actively investigated since robots were first developed. In recent years, interest in personal service robots for homes and public facilities has increased. As a result, robot navigation within the home environment, which is an indoor environment, is being actively investigated. However, the problem with conventional navigation algorithms is that they require a large computation time for their building mapping and path planning processes. This problem makes it difficult to cope with an environment that changes in real-time. Therefore, we propose a humanoid robot navigation algorithm consisting of an image processing and optimization algorithm. This algorithm realizes navigation with less computation time than conventional navigation algorithms using map building and path planning processes, and can cope with an environment that changes in real-time.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.371-376
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• 2007

This paper presents an emotion recognition and its expression system of an intelligent robot like a home robot or a service robot. Emotion recognition method in the robot is used by a facial image. We use a motion and a position of many facial features. apply a tracking algorithm to recognize a moving user in the mobile robot and eliminate a skin color of a hand and a background without a facial region by using the facial region detecting algorithm in objecting user image. After normalizer operations are the image enlarge or reduction by distance of the detecting facial region and the image revolution transformation by an angel of a face, the mobile robot can object the facial image of a fixing size. And materialize a multi feature selection algorithm to enable robot to recognize an emotion of user. In this paper, used a multi layer perceptron of Artificial Neural Network(ANN) as a pattern recognition art, and a Back Propagation(BP) algorithm as a learning algorithm. Emotion of user that robot recognized is expressed as a graphic LCD. At this time, change two coordinates as the number of times of emotion expressed in ANN, and change a parameter of facial elements(eyes, eyebrows, mouth) as the change of two coordinates. By materializing the system, expressed the complex emotion of human as the avatar of LCD.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.486-494
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• 2014

Intelligent homes consist of ubiquitous sensors, home networks, and a context-aware computing system. These homes are expected to offer many services such as intelligent air-conditioning, lighting control, health monitoring, and home security. In order to realize these services, many researchers have worked on various research topics including smart sensors with low power consumption, home network protocols, resident and location detection, context-awareness, and scenario and service control. This paper presents the real-time metabolic rate estimation method that is based on measured heart rate for human adaptive appliance (air-conditioner, lighting etc.). This estimation results can provide valuable information to control smart appliances so that they can adjust themselves according to the status of residents. The heart rate based method has been experimentally compared with the location-based method on a test bed.