본 논문은 헬스 보조 로봇을 위한 OSGi 미들웨어에 기반한 S/W 프레임워크 개발에 관한 논문이다. 기존에 헬스 보조 로봇 개발은 헬스 보조 로봇을 위한 표준화 된 로봇 프레임 워크가 없었기에 개발사 마다 독립적으로 개발되어왔다. 그렇기에 중복 개발되었고 재사용되지 못하며 비효율적으로 개발되어져 왔다. 본 논문에서는 개방형프레임워크인 OSGi를 기반 프레임워크로 활용하여 그 위에 헬스 보조 로봇운영에 필요한 API와 모듈들을 서비스 단위의 독립적 번들 형태로 구성한 OSGi번들 형태의 개방형 로봇 미들웨어 솔루션을 개발하는 것을 목표로 한다. 이를 통해서 소프트웨어 모듈의 재사용성을 높이고 보다 유연하고 효율적인 헬스 보조 로봇 개발 프레임워크를 제안 했다.
정보통신부에서는 기술 혁신을 통해 로봇 시스템 보급과 실용화를 앞당기기 위하여 URC 로봇 프로젝트를 진행하고 있다. 본고에서는 URC 로봇의 응용 소프트웨어를 위한 표준 시스템 소프트웨어 구조로 개발 중인 RSCA를 소개한다. RSCA는 로봇 응용 소프트웨어에게 표준화된 운영 환경을 제공하고, 이들의 개발을 용이하게 하는 프레임워크도 제공한다. 구체적으로 RSCA의 운영 환경은 실시간 운영체제, 분산 미들웨어, 배치 미들웨어의 3 계층으로 정의된 구조를 갖는다. 여기서 실시간 운영체제는 다양한 하드웨어 디바이스 위에서 로봇 응용을 신뢰성 있고 안정적으로 처리하는 동시에 탄력적이고 유연성 있게 구동하기 위하여 필요한 기본적인 추상화 계층을 제공한다. 분산 미들웨어는 URC 로봇의 분산 노드들의 다양한 이기종성을 숨기고 분산 응용의 부분들이 유연하게 상호 작용할 수 있도록 분산성을 감추는 추상화 계층을 제공한다. 마지막으로 배치 미들웨어는 로봇 응용의 재구성성을 지원하며 분산 컴포넌트 기반 응용 프로그램의 배치를 지원한다. 이는 응용의 다운로드와 설치 및 제거, 응용의 생성과 소멸, 시작과 정지를 포괄하는 응용 컴포넌트들의 재구성 과정을 지원하는 계층이다. 현재 RSCA 표준과 구조를 만족시키는 프로토타입이 구현되었으며, URC 로봇에 적용 중이다.
본 논문에서는 Home Robots을 위한 OSGi 프레임워크(framework) 기반의 홈네트워크(home network) 미들웨어(middleware)를 제안한다. 홈네트워크 서비스는 가정에서의 편안함과 즐거움을 주기 위한 기술로서, 국제 산업 표준 단체에 의해 상호운용성에 대한 표준화가 진행되어 가고 있다. 본 논문에서 제안하는 미들웨어는 Home Robots이 댁내의 네트워크에 동적으로 구성되며, 홈로봇을 통해 다양한 서비스를 이용할 수 있다.
본 연구실에서는 URC 로봇의 응용 소프트웨어를 위한 표준 시스템 소프트웨어 구조로 RSCA를 개발하였다. RSCA는 로봇 응용 소프트웨어에게 표준화된 운영 환경을 제공하고, 이들의 개발을 용이하게 하는 프레임워크도 제공한다. 하지만 RSCA 분산 미들웨어인 CORBA ORB들과 RSCA 코어프레임워크는 동적인 재구성성에 대한 지원이 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 RSCA 로봇 응용 컴포넌트의 이동성에 대한 제약들을 살펴보고, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 RSCA를 확장 구현한 설계를 소개한다. 본 실험적 연구를 통해, 로봇 응용 설계자들은 컴포넌트 이동성에 대한 구현의 어려움을 없앨 수 있고, 로봇 응용의 성능을 향상시킬 수 있다.
로봇 어플리케이션의 활용도는 사회 전반에서 점차 확대되고 있지만 로봇들의 컴퓨팅 자원 차이로 인해 한 로봇에서 다양한 어플리케이션을 실행하기는 힘든 실정이다. 본 논문에서는 로봇이 주변 장치와의 자원 공유를 통해 자원의 제약을 극복하는 프레임워크를 제안한다. 프레임워크는 협업에 요구되는 공통 구성 요소들을 정의하고 어플리케이션을 쉽게 제작할 수 있는 API를 제공한다. 로봇과 다른 장치가 네트워크로 연결된 환경에서 동작하는 로봇을 이용한 체조 학습 어플리케이션의 예시를 통해 프레임워크의 동작 흐름을 보인다.
이형의 단말 플랫폼간의 유연하고 효율적인 통신은 로봇과 스마트 환경이 함께 증강된 기능을 구성하여 협업하기 위해 매우 중요하다. 기존의 네트워크 로봇 소프트웨어 플랫폼에서는 CORBA와 같은 범용의 통신 미들웨어를 사용하는 경우가 많았다. 그러나 범용의 통신 미들웨어는 너무 무겁고 사용이 복잡할 뿐만 아니라, 네트워크 로봇에 특화된 기능을 제공하지 못한다. 따라서 본 논문에서는 TCP에 기반 한 원격객체함수 호출방식의 새로운 통신 프레임워크를 제안한다. 전송계층과 원격객체호출 계층으로 분리하여, 각 계층별로 다양한 특화 기능을 제공함으로써 스마트 환경에서 로봇과 다양한 단말이 효과적으로 통신할 수 있도록 한다.
유비쿼터스 홈 서비스에 대한 기대가 높아지면서 지능형 로봇에 대해 폭넓은 관심이 요구되고 있다. 이러한 로봇은 원격 서버와 연동할 수 있는 미들웨어를 통해 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 지능형 로봇의 원격 제어를 위한 UPnP 구조 기반의 오픈 소스 소프트웨어 프레임워크를 개발하였다. 홈 네트워크에 많이 사용되는 UPnP 구조는 명령 제어, 이벤트 전달, 웹 서비스 등 다양한 통신 방식을 제공한다. 본 논문에서는 2 종류의 실제 플랫폼에 탑재되어 성공적으로 구현된 결과를 보여준다.
실내용 IR-UWB 레이더를 기반한 침입 탐지, 추적 시스템을 지원하기 위한 미들웨어 설계를 제안한다. 이 미들웨어의 설계는 다수의 측정 구역으로부터 받은 연속적인 데이터의 관리에 초점이 있다. 효율적인 데이터 관리를 위해 레이더 소프트웨어 플랫폼을 기능적으로 구분하여 설계하고 연동하였다.
로봇 기술이 발달하면서 사람의 지령에 의해 수동적, 반복적인 작업을 수행하던 기존 전통적 로봇에서 벗어나, 스스로 외부환경을 인식하고, 상황을 판단하여 자율적으로 동작하는 지능형 로봇이 등장하였다. 이러한 로봇의 S/W개발은 편의성을 위해 범용 운영체제를 사용하여 개발하는 추세이다. 지능형 서비스의 QoS(Quality of Service)를 위해서는 로봇 미들웨어에 실시간성을 지원해야 하지만 범용 운영체제는 실시간성을 지원하지 않는 문제점이 있다. 본 논문에서는 범용 운영체제인 오픈솔라리스에 실시간성을 위한 논리적 정확성 및 시간 결정성을 보장하기 위하여 실시간 스케쥴러를 포함한 실시간 프레임 워크 RTL(Real-Time Layer)을 설계 및 구현한 내용을 기술한다. 또한 성능측정을 위해 쓰레드의 응답시간을 측정하였다.
This paper describes a network framework that support network based humanoid. The framework utilizes middleware such as CORBA (ACE/TAO) that provides PnP capability for network based humanoid. The network framework transfers data gathered from a network based humanoid to a processing group that is distributed on a network. The data types are video stream, audio stream and control data. Also, the network framework transfers service data produced by the processing group to the network based humanoid. By using this network framework, the network based humanoid can provide high quality of intelligent services to user.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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