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A Study on the Design of the Dog Care Robot Using Obstacle Protection Algorithm

장애물 회피 알고리즘을 이용한 반려견 케어 로봇디자인에 관한 연구

  • 정용진 (청운대학교 융합기술경영학부)
  • Received : 2018.11.09
  • Accepted : 2018.11.27
  • Published : 2018.12.28

Abstract

Along with the recent increase in national income, social phenomena such as aging due to a decrease in population and an increase in single households are observed. There are also an increasing number of households raising pets in proportion to aging households and the increase in the number of single households, most of which use animal companions to overcome loneliness and boost domestic vitality. As more and more people consider pets as family members, the size of the domestic pet market is also growing. The growing number of pets in older households and single households is not properly managed by care such as food meals and exercise management for pets. It is necessary to research and develop robots that can monitor animal companions remotely, feed a certain amount of food at regular intervals, and manage their health through exercise. Among pet companions, dog selection is the highest. Therefore, this study identified robot research on driving methods, examples of existing pet care systems, and researched pet care robots using obstacle avoidance algorithms. In order to use the snack pay behavior and obstacle avoidance algorithm of the pet animals by applying IoT and we .oPI technology, it is able to use ultrasonic sensors on the front and has four infrared sensors on the back. However, this study does not reflect the characteristics of other pet animals as a study on pet care robots, and it requires continuous observation and testing.

최근 국민소득 증가와 더불어 인구감소로 인한 고령화, 1인 가구 증가와 같은 사회 현상이 관찰된다. 고령화 가구 및 1인 가구증가에 비례해 반려동물을 사육하는 가구도 증가하고 있는데 이들의 경우 대부분 외로움 극복과 가정 내 활력을 위해 반려동물을 활용한다. 반려 동물을 가족처럼 생각하는 사람들이 늘어나면서 국내 반려동물 시장의 규모도 동반 성장하고 있다. 고령화 가구 및 1인가구의 반려동물이 늘어나면서 생기는 문제는 홀로 남겨진 반려동물의 먹이급식, 운동관리 등과 같은 케어(Care)가 제대로 수행 되지 못하고 있다. 외부에서 원격으로 반려동물을 관찰하고 일정량의 먹이를 주기적으로 공급하며 운동유발을 통해 반려동물의 건강상태를 관리해주는 로봇에 대한 연구와 개발이 필요한 실정이다. 반려동물 중 반려견의 선택이 가장 높게 나타난다. 따라서 본 연구는 구동 방식에 대한 로봇연구와 기존의 반려동물 케어 시스템의 사례를 파악하고 장애물 회피 알고리즘을 이용한 반려견 케어 로봇에 대한 연구를 하였다. 3륜 중 2개의 바퀴에 모터를 장착하고 반려견의 간식 급여동작과 장애물 회피 알고리즘을 이용하기 위해 전면에 초음파 센서를 사용하였다. 후면에는 적외선 센서 4개를 장착하여 이동시 바닥과 물체의 감지가 가능하도록 시스템 구성 하였다. 그 결과 반려견이 로봇바퀴에 수납된 간식의 냄새를 탐지하여 로봇을 따라다니고 접근을 감지한 로봇이 회피구동 하며 반려견의 운동능력 향상시켰다. 그러나 본 연구는 반려견 케어로봇에 관한 연구로 다른 반려동물들의 특성이 반영되지 않았고, 지속적인 관찰 및 테스트를 통한 실증이 필요하여 후속 연구가 필요하다.

Keywords

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그림 1. 자동차의 동력전달 방식

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그림 2. 3륜 구동 방식의 기구 구조

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그림 3. 2륜 구동 방식의 기구 구조

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그림 4. 구형 구동 방식의 기구 구조

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그림 5. Microsoft의 Darwin Bot 개발 사례

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그림 6. 일본의 NTT 펫 헬스케어 서비스 구조도

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그림 7. 삼성의 반려동물 모니터링‘Pet Cam’

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그림 8. LG 유플러스의 반려동물 급식기‘Pet Station’

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그림 9. SKT의 반려동물 건강관리‘T Pet’

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그림 10. 반려견 케어 로봇 알고리즘 순서도

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그림 11. 반려견 케어 로봇 구조도

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그림 12. 펌웨어 동작 알고리즘

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그림 13. 반려견 케어 로봇 디자인

표 1. 로봇바퀴의 종류

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표 2. 그 외 모니터링 제품 비교[5]

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표 3. 분석 기준 및 요소

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표 4. 사례분석표

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표 5. 사양 및 모델

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표 6. 반려견 케어 로봇 프로토타이핑 제작

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References

  1. 박지혜, "국내 펫코노미(Pet+Economy)시장의 현황과 시사점," KIET 산업경제분석, 제7월호, pp.47-55, 2017.
  2. 서범석 "초음파 센서 거리데이터와 서보모터의 회전각을 이용한 물체추종로봇," 2012년 제2회 한국로봇공학회 하계종합 학술대회 논문집, 2012.
  3. 한승봉, 이성구, 임재원, 김대영, 김종화, "초음파 센서를 이용한 이동로봇의 Map Building 알고리즘 및 주행 알고리즘에 관한 연구," 한국마린엔지니어링학회, 2006.
  4. 김영미, 한국에서의 개의 행동 문제에 관한 연구 : 입원견의 분리 불안 증세에 대한 DAP효과 및 행동 문제와 관련한 사육 포기의 위해 요소, 건국대학교 수의학과 수의생리학 전공, 박사학위논문, 2009.
  5. 정용진, "애완견 모니터링 로봇 디자인 연구," 한국콘텐츠학회논문지, Vol.17, No.8, pp.463-471, 2017. https://doi.org/10.5392/JKCA.2017.17.08.463