• 제목/요약/키워드: industrial robots

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모바일 로봇의 경사면 극복 주행 제어를 위한 적응 퍼지 제어기 설계 (Design of adaptive fuzzy controller to overcome a slope of a mobile robot for driving)

  • 박종호;백승준;정길도
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권12호
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    • pp.6034-6039
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    • 2012
  • 본 논문에서는 모바일 로봇이 이동함에 있어 경사면을 만났을 경우 이를 극복하여 주행하는 경우가 발생할 수 있는데 이때 모바일 로봇 시스템 자체가 가지고 있는 슬립 문제가 주행을 진행함에 있어서 더욱 심하게 나타날 수 있기에 이를 해결하고 목표점까지의 안전한 직진 주행을 하기위한 모델 적응 퍼지 제어 방법을 기반으로 하는 모바일 로봇의 주행 제어 알고리즘을 제안하고자 한다. 제안하고자 하는 모델 기반 적응 퍼지 제어기의 경우 먼저, 모바일 로봇의 등반 조건을 확인한 후 경사면을 모바일 로봇이 극복 주행을 할 수 있는지를 판단하고 만약 가능하다면 모바일 로봇의 동역학 모델을 포함한 모델 기반 제어기를 설계하여 극복 주행 제어를 하고자 한다. 이러한 경우 모바일 로봇 시스템의 안정성 보장 및 지면 마찰력 그리고 외란 보상 등이 충분히 고려된 제어기 설계가 가능할 것이다. 또한, 설계하고자 하는 제어 기법 중 적응 퍼지 제어 방법의 경우 모바일 로봇의 동특성을 충분히 반영한 모델인 비선형 Non-holonomic 시스템과 모바일 로봇의 슬립 문제 해결 등에 충분히 유용할 것이고 이를 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

CNN 기반 공조 덕트 청소 로봇의 교차점 검출 알고리듬 개발 (Development of a CNN-based Cross Point Detection Algorithm for an Air Duct Cleaning Robot)

  • 이사랑;노은솔;홍석무
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권8호
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    • pp.1-8
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    • 2020
  • 건물 내부 공기 순환을 위한 공조 덕트는 장기간 사용 시 오염물질이 내부에 쌓여 인력 또는 로봇이 투입되어 청소가 주기적으로 수행된다. 청소는 작업시간과 인건비 문제를 해결하기 위해 최근 원격 조정으로 로봇을 작동시키는 방법이 사용되고 있다. 하지만 완전 자동화가 아니라 인력 의존적이며 청소 시간 단축에도 한계가 있다. 본 연구는 공조 덕트 청소 로봇 자율 주행을 위해 교차점 검출 알고리듬 개발에 대한 것이다. 자율 주행은 청소 로봇에 장착된 카메라 영상에서 교차점 검출 알고리듬을 통해 추출된 점과 중심점 사이의 거리 및 각도를 계산하여 로봇을 제어하도록 구성된다. 교차점 검출을 위한 데이터는 3D CAD 프로그램을 이용한 공조 덕트 내부 이미지를 Python을 이용해 교차점 좌표 및 두 경계선 각도를 추출하여 생성했다. 검출 알고리듬은 딥러닝 중 CNN 모델이 학습에 사용됐으며 학습 모델은 입력이미지에서 교차점 정보를 추출하며 학습 모델 정확도는 면적과 거리를 이용해 판단했다. 알고리듬 검증을 위해 청소 로봇을 제작했으며 로봇은 몸체, Raspberry Pi, 카메라 및 초음파 센서를 포함한 제어부, 모터와 바퀴를 포함한 구동부로 구성된다. 알고리듬을 탑재한 로봇 청소기 주행 영상을 통해 알고리듬을 검증했다. 향후 공조 덕트뿐만 아니라 에스컬레이터 등 다양한 환경에서 적용 가능할 것으로 기대된다.

사이버 물리 시스템의 실시간 협업 환경에서 소프트웨어 비기능 요구사항의 모델 기반 명세 (Model-based Specification of Non-functional Requirements in the Environment of Real-time Collaboration Among Multiple Cyber Physical Systems)

  • 남승우;홍장의
    • 정보과학회 논문지
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    • 제45권1호
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    • pp.36-44
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    • 2018
  • 4차 산업혁명의 도래로 인하여 자율주행 자동차, 지능 로봇 등을 구현을 위한 ICT 분야의 기술 개발이 시급히 요구되고 있다. 특히 융합 IT를 기반으로 하는 모든 시스템들이 센서나 액추에이터와 연동하는 CPS(Cyber Physical Systems) 형태로 개발되고 있다. 기존의 CPS 명세는 단일 시스템의 행위만을 명세하였기 때문에, 초연결성과 초융합성을 갖는 4차 산업혁명 시대의 CPS 시스템이 갖는 협업 및 다양성 측면에 명세는 충분히 제시되지 못하였다. 특히 실시간적 특성을 갖는 다양한 응용에서는 더욱 협업적 특성을 고려한 행위 모델링이 이루어지지 못하였다. 본 논문에서는 이러한 실시간 협업 환경에서 임무를 수행하는 CPS용 임베디드 소프트웨어를 개발할 때, 어떠한 비기능 요구사항이 식별되어야 하는가를 정의한다. 이러한 요구사항은 ISO 25010 표준에 근거하여 도출하며, 실시간 협업을 위해 상태 기반의 Timed Process를 이용하여 정형적으로 명세한다. 도출된 비기능 요구사항들은 추후 CPS 기반의 새로운 임베디드 소프트웨어에 대한 요구사항을 정의하기 위해 재사용될 수 있을 것이며, 이를 통해 CPS의 품질만족도를 향상시킬 수 있을 것이다.

사업장의 경계면에서 화학물질 감지 및 대응을 위한 이동식 센서 배치 최적화 (Mobile Sensor Velocity Optimization for Chemical Detection and Response in Chemical Plant Fence Monitoring)

  • 박명남;김현승;조재훈;아디스;신동일
    • 한국가스학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.41-49
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    • 2017
  • 최근 화학물질을 사용하는 시설이 증가하면서 취급양도 급속하게 증가하고 있다. 그러나 화학물질 누출사고는 꾸준히 발생되고 있으며 때에 따라 다량의 화학물질이 누출되는 경우에는 큰 피해로 이어질 가능성이 크다. 이러한 산업단지에는 수많은 센서로부터 얻는 정보를 이용해 누출 발생지역을 감지 감시하고 있으며, 기존의 고정식 센서를 로봇이나 드론에 적용하여 산업현장에 이용되고 있다. 이에 따라 화학물질을 취급하는 공정의 누출조건, 환경조건을 반영한 다양한 누출 시나리오를 토대로 빠른 감지와 대응을 위해 경계면의 센서 배치 방안을 제시할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 화학물질이 누출되는 경우에 대해 COMSOL을 사용하여 주요 파라미터를 적용, 실질적인 사고 시나리오를 해석하였다. 그리고 사고 시나리오를 바탕으로 센서의 감지 확률, 감지시간과 감지시나리오 수의 각 항목마다 중요도를 부여하여 이동식 센서의 위치별 속도가 산출되도록 목적함수를 선정하였다. 또한 예상치 못한 누출사고에 대해 신뢰성 분석을 통해 제안방법의 타당성을 확인하였다. 이상의 결과로부터 추후 적용될 이동식 센서의 농도 데이터를 기반으로 누출원의 역추적에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

유아전자매체 활용에 관한 연구동향 분석 -스마트기기를 중심으로- (The Analysis of Research Trend about Utilization of Electronic Media in Early Childhood Education -based on Smart Device-)

  • 황지애;김성재
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.470-477
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    • 2016
  • 본 논문은 유아를 대상으로 실시되고 있는 스마트폰과 태블릿 PC, 전자칠판, 교사 보조로봇 등의 비교적 최근에 거론되기 시작한 스마트기기 활용 관련 연구 동향을 분석하여 연구 동향 상에 나타나는 특징을 파악하고, 유아 전자매체 관련 연구 방향의 시사점을 구하고자 하였다. 스마트기기를 중심으로 유아 전자매체 관련 논문을 온라인 검색 DB를 활용해 검색한 결과, 2009년부터 2015년까지 국내에서 발표된 석 박사 학위논문 및 KCI 등재(후보) 학술지에 발표된 논문 총 192편이 발견되었다. 검색 키워드는 연구대상과 전자매체 관련 키워드를 사용하여 교차 검색하였다. 석 박사 학위논문과 학회지에 이중 게재된 논문의 경우는 피어리뷰(peer review)를 실시하여 신뢰도와 타당도가 높다고 판단되는 학회지 논문을 연구대상으로 삼았다. 연구대상 논문을 연구주제, 교수학습방법, 발달 영역별, 활동 영역별로 분석한 결과, 연구주제에서는 교수학습방법과 교사교육의 전문성 등에 관한 내용이 높은 비중을 차지하였고, 교수학습방법에서는 놀이 활동과 문학 활동 통합교육방법이, 발달 영역에서는 언어발달과 사회발달이, 활동 영역에서는 언어활동과 사회활동이 높은 비율을 보였다. 본 연구결과를 토대로 향후 유아 스마트기기 전자매체 관련 연구의 방향을 설정하는데 도움을 주고자 몇 가지 제언을 하였다.

다개체 로봇 편대 제어를 위한 이동 구간 입자 군집 최적화 알고리즘의 통계적 성능 분석 (Statistical Analysis of Receding Horizon Particle Swarm Optimization for Multi-Robot Formation Control)

  • 이승목
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제24권5호
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    • pp.115-120
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    • 2019
  • 본 논문에서는 이동 구간 입자 군집 최적화 (Receding horizon particle swarm optimization; RHPSO) 알고리즘 기반 다개체 로봇 편대 제어 알고리즘의 통계적 성능 분석 결과를 제시한다. 다개체 로봇의 편대 제어 문제는 로봇 간 충돌 회피를 고려할 경우, 구속 조건이 있는 비선형 최적화 문제로 정의될 수 있다. 일반적으로 구속 조건이 있는 비선형 최적화 문제는 최적해를 찾는데 많은 시간이 걸리는 문제점이 있다. 이동 구간 입자 군집 최적화 알고리즘은 로봇 편대 제어의 최적화 문제에 대한 준최적해를 빠르게 찾기 위해 제안된 알고리즘이다. 이동 구간 입자 군집 최적화 알고리즘은 알고리즘에 사용되는 후보해의 개수와 세대 수가 증가함에 따라 계산 복잡도가 증가한다. 따라서 최소의 후보해와 세대 수만으로 실시간 제어에 사용될 수 있는 준최적해를 찾는 것이 중요하다. 본 논문에서는 이동 구간 입자 군집 최적화 알고리즘의 후보해의 수와 세대 수에 따른 제어 오차를 비교하였다. 다양한 조건의 시뮬레이션 실험을 통해서 통계적으로 결과를 분석하고, 허용 가능한 편대 오차 범위 내에서 이동 구간 입자 군집 최적화 알고리즘의 최소 후보해의 수와 세대 수를 도출한다.

디즈니 애니메이션 악당 캐릭터의 색채분석 (Color Analysis of Disney Animation Villain Characters)

  • 성례아;김혜성
    • Journal of Information Technology Applications and Management
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    • 제28권6호
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    • pp.69-85
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    • 2021
  • In the era of the 4th Industrial Revolution, not only artificial intelligence, big data, robots, and biotechnology, but also cultural industries that require human creativity will lead. Among the cultural industries, the animation industry has high industrial utilization value due to its high connection with other industries. Among them, animation characters play the most important role as the subject leading the story of animation. In particular, the villain character not only serves as a medium for the main character to lead the story, but also captivates the audience with a different presence from the main character, adding to the fun and completeness of the animation. These characters consist of visual elements such as form and color, of which color is a tool that effectively conveys the character's personality and role to the audience, and is the first visual element to be considered in delicately describing the character's emotions and the relationship between characters. Therefore, this study attempts to analyze the color of the villain character. To this end, we will select eight Disney animations to derive the characteristics of the villain character's color by analyzing the color, value, chroma, and color association of the colors used in the Disney villain character. As a result of the analysis, the colors mainly used by Disney to convey the villain's image were red (R) and Orange (YR), and there was no difference depending on the times or animation production methods. Second, the brightness of Disney villain characters appeared to be the same medium/famous regardless of the times and production methods, and the frequency of use of high brightness was very low. In terms of saturation, the frequency of use of high and low saturation was high. Third, blackish (Bk), Strong (S), dull (Dl), and deep (Dp) tones were mainly used for tones. In particular, in recent 3D animations than previously produced 2D animations, the use of low chroma and the high black mixing rate increased. Fourth, it can be seen that Disney uses color as a visual method to more clearly express the psychology of the villain character using color association. In conclusion, the color selection of animation characters should be carefully considered as a tool to convey the character's personality, role, and emotion beyond simply using color, and the color selection of characters using color associations and symbols strengthens the narrative structure. It is hoped that this study will help analyze and select the character color of animation.

블록체인 기반의 대학 통합 정보서비스 실증 모델 설계 (Design of an Integrated University Information Service Model Based on Block Chain)

  • 문상국;김민선;김현주
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.43-50
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    • 2019
  • 2018년 12월 세계 최초로 5G 출시 등 대한민국은 전 세계 IT시장을 주도하고 있다. 그러나 국내의 사용자들은 공인인증서의 불편함, 익스플로우와 다른 여러 브라우저와의 비호환성 문제 등 사용자 환경과 시스템 환경의 기술 요소 문제는 투자비용의 이중화, 정보서비스의 품질저하 등 정보서비스에 대한 비판도 날로 혹독해지고 있다. 그럼에도 불구하고 국내 IT 산업은 꾸준히 발전하고 있으며 전 세계 IT 시장의 화두로 자리 잡은 블록체인이 신뢰받는 차세대 융합 정보 핵심 기술로그 활용에 대한 관심이 주목되고 있다. 블록체인은 '강한 보안성', 동일한 원장의 원본을 공유하는 '분산화', IoT, 로봇, AI 등을 연결하는 '초연결성'이라는 특징으로 인해 '신뢰가 강력히 요구되는' 공공기관에서는 블록체인을 활용한 기술 도입에 매우 긍정적이다. 대학의 정보서비스 설계도 예외는 아니다. 대학에서도 대학 내 다양한 정보서비스를 구현하는 기초 발판을 블록체인을 이용한 정보서비스 개발에 기여하고자 많은 고심과 그 활용에 적극 대처하고 있다. 본 논문에서는 다양한 산업군에서 활용되는 블록체인 적용 사례 경험을 토대로 대학 내 다양한 정보시스템을 통합 구성하는 통합정보서비스 교육 플랫폼 실증 모델을 설계한다. 대학 정보서비스를 기획에서 실제 서비스 설계까지 기초로드맵을 블록체인 기반으로 구성하고 이를 실제 대학 내 통합 정보시스템 실증 모델 설계에 적용하여 블록체인을 활용한 대학 내 통합정보서비스 모델을 제시한다.

입원 아동 환자를 위한 로봇용 기능성 게임 앱 사용성 평가 (Usability Test of Serious Game Robot App for Hospitalized Children)

  • 김미령;김정은
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.228-234
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    • 2019
  • 본 논문은 입원 아동 환자들에게 병원생활에 익숙함을 더하기 위해 병원을 배경으로 개발한 로봇용 기능성 게임앱의 사용성 평가를 하기 위한 것이다. 전문가 10명과 입원 경험이 있는 초등학생 12명을 대상으로 사용성 평가를 실시하였다. 개발된 앱의 사용성 평가는 전문가용(MARS) 평가도구와 사용자용(uMARS) 평가도구를 사용하였다. 전체적으로 개발된 로봇용 기능성 게임 앱의 사용성 평가 결과는 전문가용은 $3.67{\pm}0.342$점이고 아동용은 $3.68{\pm}0.592$점으로 비슷한 결과를 나타냈다. 전문가 집단으로부터 평가에서는 심미성(aesthetics) 측면에서 가장 높은 점수를 받았고 사용자 집단으로부터 평가에서는 기능성(functionality) 측면에서 가장 높은 점수를 받았다. 주관식 의견에서도 동일하게 전문가의 의견에서는 게임 배치, 스타일의 일관성 등을 지적하였고, 아동의 의견에서는 방법을 익히기 쉬움, 화면 이동 등 위주로 기술하였다. 두 집단에서 모두 참여를 통한 관심 유도(engagement) 측면에서 낮은 평가를 받았다. 본 연구에서 도출된 결과들을 반영하여 향후 입원해 있는 아동을 대상으로 기능성 게임 앱을 개발한 로봇에 실제로 장착하고 사용성 평가를 다시 진행할 때 의미 있는 참고자료가 되기를 기대한다.

그린딜 정책에 따른 유럽자동차 산업재편의 EV 에너지 융합방안 (EV Energy Convergence Plan for Reshaping the European Automobile Industry According to the Green Deal Policy)

  • 서대성
    • 융합정보논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.40-48
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    • 2021
  • 이 논문은 그린 딜로 인한 전기 에너지 수요가 급증을 될 수 있기 때문에 이를 제시하고자 한다. 그러나 미래의 전기자동차와 많은 전기 에너지의 조달은 여전히 화석 연료에 의존한다. 이에 IT 산업의 중요성이 부각되고 수소-전기차의 수요와 연관 산업으로 그 수요가 증가하게 된다. 본 연구의 방법은 IT 산업의 전기 에너지 수요보다 미래 차세대 동력으로 전기차의 충전과 연관성을 조사하였다. 이는 실증적 회귀 분석을 통해 경제 성장에 따른 산업용 전기와 가정용 에너지를 성장에 따른 PPP의 상관관계를 도출하였다. 그 결과 전기차와 차세대 전기차를 포함한 변화량은 GDP 대비 구매력 변화 국가의 1/3에서 유의미한 것으로 나타났다. 이는 전기차의 수요가 있는 32개국 중 12개 국가(이탈리아, 캐나다, 스위스, 폴란드, 슬로베니아, 독일, 슬로바키아, 핀란드, 스웨덴, 체코, 에스토니아, 덴마크)가 더 많은 전기 에너지에 더 민감하기에 전체 구매력에 영향을 미치게 된다. IT-전기 에너지원의 미사용 전력 낭비를 방지하고, 수소전기 충전-보존함으로써, 향후 성장을 위한 수급에 국가의 IT 산업 보존 완충 시설대비가 필수불가결하다.