간단하게 원격 조종시스템에 관한 제반 사항을 고찰하였다. 현존하는 첨단 원격 조종 시스템의 제어방법은 양방향/힘반향 방식이며 시스템의 성능 향상을 위해서 원격 조종 시스템, 조종사, 작업 환경과의 동적 상호작용을 고려한 제어 방식에 대한 연구 및 시간지연 등에 관한 연구가 더 요구되고 있다. 그리고 현재까지 대부분의 원격조종기의 활용은 고가의 제작경비, 고중량/대규 모로 인한 성능 저하 및 이동의 어려움 등으로 인해 대단히 제한되어 있으므로 적, 경량/소규모 고성능 원격 제어기의 개발이 시급하다 하겠다. 이를 위해 구조적 설계 및 제어, 표준 요소 활 용(standard module), 인간-기계 인터페이스 등에 관한 많은 연구가 필요하다. 이러한 고성능의 원격 조종 시스템의 개발은 산업, 우주항공, 바다속 작업, 핵시설 유지, 탄광 작업, 건설 등의 각 분야에서의 활용을 통한 기여 및 작업 효율 증대로 인한 생산성 향상, FMS(flexible manufacturing system) 등에서 지대한 효과를 나타낼 것이며 이를 위해 많은 연구 및 투자가 국내에서도 이루어져야 할 것이다.
로봇 원격조종 방법은 1:1, 1:N, N:1, 그리고 N:N의 다양한 방법이 있다. 오퍼레이터가 원격지 로봇을 제어하기 위해서는 로봇의 주변 상황, 모바일 장치의 충돌 가능성, 그리고 매니퓰레이터의 힘을 인지할 수 있어야 한다. 원격조종에서는 데이터 통신과 처리에 소요되는 시간에 따른 지연이 발생하는데, 이 시간 지연은 로봇의 충돌과 햅틱 기반 제어에 있어 양방향 힘 반영에 따른 매니퓰레이터의 바이브레이션과 과도한 힘 반영을 초래할 수 있다. N:N 제어 방식은 근래 개발 중인 조종 기술로 멀티 오퍼레이터가 멀티 로봇을 스위칭하면서 제어하는 구조를 가진다. 이 구조를 구현하기 위해서는 오퍼레이터가 어떤 로봇을 제어할 것인지, 또는 그 로봇의 어떤 장치를 제어할 것인지에 대한 스위칭 기능이 필요하며, 다수의 오퍼레이터가 함께 원격조종을 수행할 때에는 이 스위칭 알고리즘이 반드시 필요하다. 또한 오퍼레이터의 성향에 따라 조종 성향이 달라지므로 이를 일반화하기위한 방안도 요구된다. 본 논문에서는 다수의 로봇과 다수의 오퍼레이터가 원격으로 로봇들을 제어하여 작업을 수행할 수 있는 햅틱 기반 제어 환경을 구축하는 방안과 구현에 대하여 기술한다.
자율운항선박(Maritime Autonomous Surface Ship, MASS)은 전 세계적으로 활발히 연구 개발되고 있다. 국제해사기구(IMO)에서 규정하는 자율도 레벨(Degree of autonomy)의 Degree four에 해당하는 자율운항선박 개발까지 진행되는 가운데, 우리가 연구하고 있는 원격제어는 Degree two에서부터 필요한 주요 개발되어야 하는 핵심 기술 중 하나이다. 원격지에서 운항자가 원격제어시 발생되는 지연 상황에 대해 파악하였고 그중 선박 조종 특성에 의한 지연을 확인하였다. 추후 선박 조종에 영향을 주는 바람, 파고 등의 인자를 추가하여 보다 구체적인 연구 결과를 제시할 예정이다.
군사용으로 개발된 드론은 최근 들어 농업, 산업, 방송중계, 경찰, 소방, 레저 등 광범위한 활용 분야를 넓혀가고 있다. 드론은 IT 기술과 결합하여 활용 분야를 더욱 넓혀가고 있고, 4차 산업의 핵심으로 부상하고 있다. 연구목적: 본 연구에서는 재난 예방, 대비, 대응 등 재난 방재 분야에서 활용 가능한 드론을 설계하고 구현하는 것을 목적으로 하였다. 연구방법: 본 연구는 문헌조사를 바탕으로 하드웨어 드론 스펙을 조사하고 연구목적에 맞는 프로그램을 개발하는 방법으로 수행하였다. 연구결과: 본 연구에서는 원격조종이 가능한 드론을 개발하고, 드론 원격조종을 위한 프로그램 방안을 조사하고, 드론에서 원격조종 방송이 가능한 프로그램을 개발하였다. 결론: 해당 드론은 재난현장에서 원거리 원격조종, 원격방송 등의 기능을 바탕으로 재난분야에서 활용될 수 있을 것이다.
2009년도에 아바타(avatar)와 서로게이트(Surrogates), 2011년도에 리얼스틸(Real Steel)과 같은 공상과학영화들 속에서 사람을 대신하는 존재에 대한 다양한 효과를 나타내었다. 아바타의 경우 다른 종족을, 서로게이트의 경우 안드로이드형 로봇을 사람의 생각으로 조종하는 내용을 담고 있으며, 리얼스틸의 경우, 권투시합용 로봇을 도구를 이용해 조종하는 것을 보여 주고 있다. 영화 속에서의 원격 조종되는 존재(이하 아바타)로부터 사람들은 조종자의 감성적 특징을 느끼고 그 사람의 행동 패턴이나 습관을 알아차림으로써 아바타와 조종자를 동일시 하며 아바타와 교감을 나누는 장면들을 쉽게 볼 수 있다. 이 글에서는 원격제어를 통해 사람의 행동 양식을 로봇에 투영시켜, 사람과 교감을 나누기 위한 초기 연구 내용을 소개하고자 한다.
현대의 선박운항에 있어서 선내 노동의 경감과 운항의 안정성 및 경제성 확보를 위하여 선박 자동화 및 원격 조종화가 이루어지고 있다. 또한, 선박조종 및 작업제어를 위하여 컴퓨터를 이용한 통합제어 시스템에 관한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 그러나 소형선박 빛 어선과 같은 환경에서의 지능형 시스템에 관한 연구는 많이 부족한 실정이다. 인공지능기법을 이용하여 보다 인간 친화적인 시스템을 구현하고, 음성인식기술을 이용하여 원격으로 선박 조타기를 제어하여 조업자의 부담경감 및 인원절감의 효과를 가져올 수 있는 선박 조종시스템의 개발이 절실하다. 본 논문에서는 PC를 기반으로 하여 원격으로 모형 선박의 조타기를 제어하는 시스템을 구축하였다. 구체적인 연구 방법으로는, 음성인식기술과 지능형 학습 기법을 바탕으로 음성지시기반학습 시스템을 구축하고, 퍼지 조타수 조작모델을 구현하여 PC 기반 원격 제어시스템을 구현하였다. 또한, 구축된 원격 조타제어시스템을 축소된 선박모형(Miniature Ship) 시스템에 적용하여 그 효용성을 확인하였다.
자율운항선박 원격제어시스템의 실증을 위하여 원격제어시스템 실증방법을 고안하였으며, 이는 크게, 원격추종테스트, 원격제어테스트, 원격조종테스트 세 가지 방법으로 구분하였다. 본 연구에서는 원격제어시스템 실증을 위하여 실습선 한나라호와 육상제어센터 내 원격제어시스템을 통신네트워크(LTE, VSAT)을 통해 테스트하였다. 실습선을 활용하여 연안항해(부산-여수-부산) 중 안전수역(다도해 해상국립공원 부근)에서 10°/10° 지그재그 및 20/°20° 지그재그 테스트를 시행하였다. 실증 결과에 따라 원격제어시스템 내 핵심모듈의 부분적 문제점을 식별하여 이를 해결하기 위한 방안을 제시하였다.
자율운항선박 원격제어시스템 구현을 위해서는 통신네트워크의 활용은 필수적이다. 하지만 현재 VSAT, LTE, WIFI를 활용한 통신네트워크의 방해요인중 하나는 시간지연이다. 다양한 연구를 통해 시간지연의 측정과 감소를 위한 연구가 진행중에 있다. 본 연구에서는 이러한 시간지연에 따라 항해사의 제어형태를 파악하기 위한 준비단계로 해양사고 재결서를 통해 분석한 결과를 바탕으로 시나리오를 개발하여 시뮬레이션을 통한 선박조종성능 만족도 평가를 시행하였다. 향후 이를 바탕으로 시간지연에 따라 원격제어자에게 선박조종성능을 저해하는 요인을 식별하고 이를 제거 및 방지하기 위한 방법에 대해 제안하고자 한다.
본 연구는 LTE 통신망을 사용하여, 실시간 드론 원격주행 시스템을 제안한다. 원격지에 위치한 드론을 180km 떨어진 거리에 위치한 조종자가 50msec 시간지연으로 실시간 고도와 위치, 자세를 제어하면서 조정한다. 조정자의 조정 신호에 따라 움직이는 드론의 영상과 모션 정보는 실시간으로 조정자에게 전송되어, 영상은 조종자의 HMD에서 재생되며, 모션 정보는 조종자가 탑승한 시뮬레이터를 구동하게 된다. 일반으로 드론조정은 RF 신호를 사용하여 통상 2km 이내에서 직접 조정이 가능하며, 이 이상의 거리에서는 미션 플래너를 사용하여 GPS 운행을 한다. 따라서 장거리 비행 중 발생하는 긴급 상황에 대처하는 방안은 자동 비행 종료 후, 원위치로 복귀하는 기능이 주를 이룬다. 본 연구에서는 LTE 통신을 사용하여, 비행 중인 드론의 모션과 영상을 평균 50m sec 이내로 조종자에게 전송하여, 조종자에게 실제 원격지의 드론 위에서 조정하는 것과 유사한 실감환경을 제시한다. 제안된 시스템의 검증을 위하여 대전의 드론 조종자가 강원도 인제에 위치한 드론을 조종하는 실험 결과를 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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