조립 작업시 사람이 이용하는 방법을 수학적으로 구현한 미세외란/상관관계에 기초하여, 이의 기본 원리와 응용에 대하여 살펴보았다. 이 방법의 가장 큰 특징은 기존의 이치 제어기에 외부 궤환 제어기를 첨가함으로써 힘에 의하여 안내되는 제어기로 구조를 개선할 수 있다는 점이다. 이러한 제어기를 갖는 로봇을 열 교환기 조립작업에 응용한 예를 들었으며, 로봇을 이용한 다른 조립 작업에도 매우 유용하게 사용될 수 있으리라 생각된다.
현재까지의 자율 주행 로봇에 대한 연구는 완전히 지능화된 로봇으로 작업을 수행하는 연구가 대부분이었다. 자율 주행 로봇이 완전한 지능을 지니기 위해서는 고비용, 고성능의 센서가 필요하다. 본 논문은 지능화 공간의 개념을 사용하여 네트워크 기반의 자율 주행 로봇을 구동하기 위한 능동적인 시스템 구조를 제안하며 고성능의 센서가 없어도 효과적인 주행을 함을 보인다. 본 논문에서 제안하는 시스템 구조에서 네트워크상의 여러 가지 자원들(로봇, 비전 시스템, 디스플레이시스템)은 서비스가 되어 서로의 기능을 능동적으로 사용할 수 있다. 네트워크상에서 각 서비스를 공유하기 위하여 JAVA기반의 프로토콜 Jini를 사용하였다. 본 논문에서 제안한 자율 주행 로봇은 주변 환경 및 주어진 작업에 따라 기능적으로 모듈화된 서비스를 환경상의 여러 자원들과 공유하여 운용된다.
무인화 로봇 연구는 정해진 환경에서 빠른 속도로 반복적인 작업을 수행하기 위한 산업용 로봇을 이용하는 무인화 공장 등으로 발전되었다. 최근에는 정해진 환경에서 작업을 수행하는 것이 아닌 사람이 생활하는 공간에서 사람 대신 작업을 수행하는 무인화 로봇 시스템 연구가 증가하고 있다. 청소 로봇은 이미 많은 가정에 보급되었으며, 홈 로봇이나 안내 로봇에 대한 연구도 진행되고 있다. 또한 전쟁 지역이나 심해, 방사는 누출 지역 등 재난 지역에 사람 대신 투입되어 인명 구조나 탐사, 시설 복구 등의 역할을 수행하기도 한다.
현재 산업용 로봇 팔의 경로 계획을 생성할 때, 로봇 팔 경로 계획은 로봇 엔지니어가 수동으로 로봇을 제어하며 최적 경로 계획을 탐색한다. 미래에 고객의 다양한 요구에 따라 공정을 유연하게 변경하는 대량 맞춤 시대에는 기존의 경로 계획 수립 방식은 부적합하다. 심층강화학습 프레임워크는 가상 환경에서 로봇 팔 경로 계획 수립을 학습해 새로운 공정으로 변경될 때, 최적 경로 계획을 자동으로 수립해 로봇 팔에 전달하여 빠르고 유연한 공정 변경을 지원한다. 본 논문에서는 심층강화학습 에이전트를 위한 학습 환경 구축과 인공지능 모델과 학습 환경의 연동을 중심으로, 로봇 팔 경로 계획 수립을 위한 심층강화학습 프레임워크 구조를 설계한다.
로봇은 인간을 모방하여 외부환경을 인식하고 상황을 판단하며 자율적으로 동작하는 기계를 의미한다. 로봇은 제조용 로봇과 서비스용 로봇으로 구분하고 서비스용 로봇은 전문서비스용 로봇과 개인서비스용 로봇으로 분류된다. 최근 제조업의 생산성 경쟁 심화, 안전 이슈 부상, 저출산과 고령화 심화로 인해 로봇산업이 부상하고 있다. 최근 로봇산업은 첨단기술 분야의 복합체로 기술혁신성과 성장잠재력을 가지고 있기 때문에 각광받고 있는 산업분야이다. IT, BT 및 NT 관련 요소들이 융합되어 구현되는 기술로서 그 파급효과는 매우 커지고 있다. 사회구조와 생활패턴의 변화로 인해 생명 연장과 건강에 대한 사회적인 관심이 높아지고 있으며 의료관련 분야에 많은 관심이 모아지고 있다. 이제는 인공지능(AI) 산업이 급성장하고 있기 때문에 대 중소기업 협력 강화를 통한 글로벌 경쟁력을 확보하는 것이 우선 과제이다. 대기업의 장점인 R&D 투자능력과 마케팅 능력과 중소기업의 장점인 로봇 기술을 결합해야 하며 협력 모델 구축 및 M&A를 통해 글로벌 대기업과 경쟁력을 확보해야 한다.
이 논문은 Carlsson and Stanklewicz(1991)가 창안한 기술시스템(technological systems)의 개념을 한국과 스웨덴의 산업용로봇에 적용하여, 양자를 비교 분석하고자 하였다. 먼저 기술시스템의 개념을 재구축하고, 동태적인 측면에서 시스템의 진화과정을 보강한 다음, 한국과 스웨덴의 산업용로봇에 대한 기존 연구를 활용하여 양 기술시스템의 중요한 특징들을 비교하고 그 성과를 측정하였다. 한국과 스웨덴에 있어서 산업용로봇 기술시스템의 진화과정은 공히 미국, 일본 등 기술선도국을 모방하는 입장에 있었음에도 불구하고 '학습기간'이 20여 년 이상 소요됨을 보여주었다. 뿐만 아니라 양 시스템의 진화과정. 특히 태동기(embryo stage)에 있어서 정부의 역할이 매우 컸던 것으로 분석되었다. 그러나 기술시스템의 구성요소인 산업네트워크, 기술하부구조, 그리고 제도적하부구조 면에서 강약점 및 특징의 차이가 있음을 발견하였다. 기술시스템의 동태적 성과면에서는 한국의 경우가 스웨덴의 경우보다 상대적으로 더 우월한 것으로 평가되었다. 이는 스웨덴 시스템에서는 초기에 우위를 누렸던 기계, 전기, 그리고 메카트로닉스 기술의 우위와 사용자 능력이 점차 약화되어온 반면에 한국의 시스템은 기술하부구조 등이 취약하였지만 해외시스템과의 연계, 재벌 내에서의 기업간 연계, 산학연 협동, 그리고 지역내 연계 등 시스템내의 연계성이 기술적으로 취약한 부분을 보전해 주었기 때문인 것으로 분석되었다. 따라서 어느 한 기술시스템이 자생적으로 생명력을 이어가기 위해서는 시스템 구성요소의 개별적 형성 및 발전보다는 구성요소간 그리고 시스템내의 다양한 활동주체들의 상호작용과 연계성이 중요함을 강조하였다.
지능형 로봇은 인간 생활 환경에서 작동하고 일반 소비자를 대상으로 한다는 점에서 기존의 산업용 로봇과는 다른 내부 구조를 가져야 한다. 또한 표준화된 개방 구조를 갖추어 로봇 전용의 부품 산업이 활성화 될 수 있도록 하여 결과적으로 로봇의 단가를 낮출 수 있어야 한다. 본 고에서는 공장자동화와 자동차 분야에서 먼저 도입되고 있는 버스 형태의 제어 통신망이 지능형 로봇 분야에서 어떤 이점을 제공하는지에 대해 살펴보고, 최근의 2족 보행로봇에 성공적으로 적용되고 있는 대표적인 실시간 제어 통신망의 하나인 CAN에 대해 분석하고 CAN에 기반한 상위레벨 프로토콜을 소개한다.
정밀한 서보기술에 바탕을 두고 있는 산업용 로봇 팔은 기계적인 강성도와 서보기구들로 인하여 정확한 제어가 가능하다 그러나 로봇팔은 동작중비 관성모멘트의 변화와 기하학적인 구조로 인하여 비선형적인 시스템이다. 특히 관성모멘트의 변화는 로봇팔의 회전속도와 로봇팔이 이동시키는 대상물의 무게 등에 따라 관성모멘트는 변할 수 있다. 이로 인하여 관성모멘트의 변화에 따라 로봇팔의 정확한 위치제어가 힘들어진다. 따라서 본 논문에서는 관성모멘트의 변화에도 불구하고 강인한 응답특성을 나타내는 제어기의 설계가 요구된다. 일반적으로 PID .제어기는 설계의 용이성으로 산업현장에서 널리 사용된다. 그러나 PIB 제어기의 각 계수값을 설정하는데 많은 어려움이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 PID 제어기의 각 계수 값을 퍼지알고리즘을 이용하여 자동으로 설계할 수 있는 자기동조 PID 제어기를 설계한다.
현대중공업은 1972년 설립이래 조선, 해양, 엔진, 프랜트, 중전기, 중장비 등의 부문에서 각종 선박, 초대형 해양구조물, 선박 및 발전용 엔진은 물론 각종 화학.공정 프랜트, 산업용기계, 공장자동화설비, 산업용 로봇, 대형 발전설비, 중장비 등을 생산하는 종합중공업 회사로 성장하여 왔다. 현대중공업은 이들 품목의 설계 및 생산기술수준 제고 및 구조안전성을 확보하기 위하여 구조해석분야에 많은 인원과 비용을 투자하였으며, 그 결과 회사의 대외 경쟁력 제고에 커다란 기여를 하였다. 본 고를 통하여 현대중고업의 구조해석 시스템에 대한 사용 현황과 향후 활용계획을 간략히 소개하고자 한다.
본 연구에서는 프로그래밍 학습을 위한 교육용 로봇을 설계하고 구현하였다. 제작된 로봇은 센서와 프로세서 그리고 모터 구동회로를 포함하고 있는 하드웨어와 교육용 로봇 제어 소프트웨어, 로봇 구조물 제작용 기계부품 그리고 교육내용과 제작 매뉴얼이 포함된 교재로 구성되어 있다. 제작된 로봇은 컴퓨터를 사용하지 않고 로봇에 직접 프로그래밍이 가능한 특징을 갖고 있는데 이는 로봇 교육에 있어서 장소의 제약을 받지 않고 교육이 가능함을 의미하며 학생들의 프로그래밍 결과가 로봇의 움직임으로 나타나므로 기존의 정적인 컴퓨터 프로그램 교육의 한계를 넘어 동적인 프로그램 교육이 가능하다. 그리고 간단한 하드웨어 지식과 기초 명령어만으로도 로봇을 제어할 수 있도록 사용자 중심의 함수화된 명령어를 사용하여 로봇이나 컴퓨터 프로그램을 처음 접하는 학생들도 쉽게 접근이 가능하도록 설계 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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