• 제목/요약/키워드: Robotic Motion

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로봇 사이버나이프에서 위치인식시스템을 이용한 Targeting Error값 보정의 정확성 평가 (Evaluation on the Accuracy of Targeting Error Correction Through the Application of Target Locating System in Robotic CyberKnife)

  • 정영준;정재홍;임광채;조은주
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.1-7
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    • 2009
  • 목 적: 로봇 사이버나이프에서 환자의 움직임에 의한 기준점의 위치변화 오차가 위치인식시스템(target location system, TLS) 을 통하여 targeting error값이 정확히 보정(correction)되는지 평가하고자 한다. 대상 및 방법: 본 실험은 targeting의 정확성을 분석하기 위해 head and neck팬텀에 Gafchromic 필름(MD-55)을 삽입한 후, 사이버나이프(CyberKnife Robotic Radiosurgery System G4, Accuray, US)의 6 MV X선을 조사하였다. 필름 분석은 Accuray사에서 제공하는 End to End (E2E) 프로그램을 이용하였다. 기준점의 위치에서 x, y, z방향으로 $0{\pm}0.2\;mm$, roll, pitch, yaw방향으로 $0{\pm}0.2^{\circ}$ 이내로 유지하여 12회 조사한 대조군과 인위적으로 움직임을 주어 실험을 시행한 6회의 실험군의 targeting 오차를 구하고, 대조군과 실험군의 평균값에 대한 유의성을 t-검정을 통해 분석하였다. 또한, gamma-index method (dose difference: 3%)를 통해 2차원적 선량분포의 일치성을 distance to agreement (DTA)를 각각 1 mm, 1.5 mm, 2 mm로 달리하여 정량화하고, 비교 분석하였다. 결 과: E2E test 시행 결과, 기준 필름의 targeting 평균오차 0.405 mm, 표준편차 0.069 mm, 실험 필름의 평균오차 0.413 mm, 표준편차 0.121 mm으로 나왔으며, t-검정 결과 유의확률 P=0.836 (신뢰구간 95%)으로 두 집단에서 유의한 차이를 볼 수 없었다. 또한, DTA를 각각 1 mm, 1.5 mm, 2 mm로 선량분포의 일치성을 비교한 결과 기준필름 3,314개 위치에서 axial필름 평균은 각각 95.04%, 97.56%, 98.13%, sagittal필름 평균은 각각 95.47%, 97.68%, 98.47% 일치하였다. 실험필름과 비교한 결과 3,323개 위치에서 axial필름 평균은 각각 96.38%, 97.57%, 98.04%, sagittal필름 평균은 각각 95.50%, 97.87%, 98.36% 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 결 론: 로봇 사이버나이프는 치료 시 환자의 움직임에 의해 발생하는 기준점의 위치변화 오차를 실시간 추적하여 보정하며, targeting 오차를 1 mm 이내, 선량분포는 95% 이상 일치하는 정확성을 확인할 수 있었다.

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반자율 무인잠수정을 위한 실시간 제어 아키텍쳐 (A Real-Time Control Architecture for a Semi-Autonomous Underwater Vehicle)

  • 이계홍;전봉환;이판묵;홍석원
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.198-203
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    • 2004
  • This paper describes a real-time control architecture for DUSAUV (Dual Use Semi-Autonomous Underwater Vehicle), which has been developed at Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering (KRISO), KORDI, for being a test-bed oj development of technologies for underwater navigation and manipulator operation. DUSAUV has three built-in computers, seven thrusters for 6 degree of freedom motion control, one 4-function electric manipulator, one pan/tilt unit for camera, one ballasting motor, built-in power source, and various sensors such as IMU, DVL, sonar, and so on. A supervisor control system for GUI and manipulator operation is mounted on the surface vessel and communicates with vehicle through a fiber optic link. Furthermore, QNX, one of real-time operating system, is ported on the built-in control and navigation computers of vehicle for real-time control purpose, while MicroSoft OS product is ported on the supervisor system for GUI programming convenience. A hierarchical control architecture which consist of three layers (application layer, real-time layer, and physical layer) has been developed for efficient control system of above complex underwater robotic system. The experimental results with implementation of the layered control architecture for various motion control of DUSAUV in a basin of KRISO is also provided.

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디스플레이용 판유리 이송을 위한 양방향 이송 로봇장치 (Full Duplex Robot System for Transferring Flat Panel Display Glass)

  • 이동훈;김성동;이치범;조영학
    • 한국생산제조학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.996-1002
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    • 2013
  • This study addresses the development of a full duplex robotic system for transferring flat-panel display glass. We propose to accomplish this using a bidirectional linear transfer mechanism in place of the conventional rotary transfer mechanism. The developed full duplex robot comprises a driving part that carries the glass panel laterally, vertical part that can be moved up and down by means of a ball screw and linear motion guide arrangement, and hand part that slides by the cylinder of the driving part along the guide rail with a V-guide bearing attached to the bottom of the support. In addition, an alignment part prevents the hand part from derailing and holds the hand part while the driving part moves horizontally. The full duplex robot lifts and drives a glass panel directly while transferring it to the buffer and does not require rotational motion. Therefore, both transferring and stacking are realized with a single device. This device can be used in existing industrial facilities as an alternative to existing industrial robots in current as well as future process lines. The proposed full duplex robot is expected to save considerable amounts of time and space, and increase product throughput.

영상처리 기술을 이용한 치과용 로봇 조명장치의 개발 (Development of Dental Light Robotic System using Image Processing Technology)

  • 문현일;김명남;이규복
    • 구강회복응용과학지
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    • 제26권3호
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    • pp.285-296
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    • 2010
  • 본 연구에서는 영상처리 기술을 활용한 치과용 로봇 조명장치를 개발하여 그 정확도를 측정하여 보고자 한다. 본 연구를 통해 개발된 치과용 로봇 조명장치는 환자의 얼굴을 카메라로 인식을 하여 구강의 위치를 찾아 로봇이 움직여 라이트를 비추게 하는 것으로서 모션 제어 부, 라이트 제어 부, 영상 처리부로 구성되어 있다. 카메라로 영상을 획득 후 동작변화 영상을 추출 한 다음 아다부스트 알고리즘(Adaboost algorithm)을 통해, 얼굴 검출에 필요한 특징을 추출하여 실시간으로 얼굴 영역을 검출하도록 하였다. 영상처리를 통한 환자 구강의 추출 실험 시 정면영상에서 높은 얼굴인식률을 나타냈고 얼굴영역이 인식이 되면, 안정적인 라이트 로봇 암(Light robot arm)의 제어가 가능했다.

창의력 증진을 위한 놀이 및 교육용 모듈러 로봇 개발 (Modular Robot for Promoting Creativity Development in Play and Education)

  • 최준식;이보희;김진걸
    • 전기전자학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.572-580
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    • 2014
  • 본 연구에서는 교육 및 놀이를 통해 창의력 증진이 가능한 재구성 모듈러 로봇에 대하여 다루고 있다. 보통 모듈러 로봇은 각각 셀들의 조합으로 변형 재구성하고 다양한 형태의 구조를 만드는데 적합한 로봇으로 설계되어 있지만 이를 이용하여 교육과 놀이를 주제로 한 연구는 국외에 소수 있으며 국내에는 전무하다. 제안하는 형태는 기존 모듈러 로봇과 같이 같은 동작만 반복하는 모듈이 아니라 소리를 내는 소리모듈, 바퀴가 달린 바퀴모듈, 시각적 표현을 위한 LED모듈, 전원공급을 위한 전원모듈, 통신을 위한 블루투스모듈, 움직이는 동작을 구현 가능하도록 하는 관절모듈이 있는 구조로 설계되어 있다. 이와 같은 다른 능력이 부여된 각 모듈의 다양한 결합을 이용하여 창의적 활동이 가능하도록 하고, 아이들이 쉽게 사용 할 수 있도록 한다. 본 연구에서는 모듈별 각기 다른 능력을 부여하여 교육과 놀이가 가능하도록 하는 방식의 모듈러 로봇의 설계 및 동작을 다루고 있다. 그리고 연구된 동작은 실제 제작 및 실험을 통해 동작의 유용성을 보였다.

이륜 도립진자 이동로봇을 위한 강인제어기 설계 (Robust Control Design for a Two-Wheeled Inverted Pendulum Mobile Robot)

  • 유동상
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.16-22
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    • 2016
  • 세계적으로 수많은 로봇연구실에서 이륜 도립진자 이동로봇에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 이런 이륜 도립진자 이동로봇이 평탄한 경사면에서 안정적으로 주행할 수 있도록 하는 강인 제어기를 개발하는 것으로 고려한다. 경사면에서 이륜 도립진자 이동로봇의 균형을 위해 3 자유도의 운동방정식에서 선회운동을 제한한 2 자유도 동력학식을 사용하며, 가변구조시스템 이론을 근간으로 하는 슬라이딩 모드 제어기를 제안하고 LQR 이론을 이용하여 슬라이딩 운동이 일어나는 슬라이딩 평면을 설계한다. 시뮬레이션을 위해 Mathworks사의 Simulink를 활용하여 이륜 도립진자 이동로봇의 2 자유도 모델을 실현하고, 슬라이딩 모드 제어기 또한 Simulink를 이용하여 구현한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 제어기가 경사면을 주행하는 이륜 도립진자 이동로봇을 효과적인 제어한다는 것을 보인다.

유비쿼터스 RCP 상호작용을 위한 다감각 착신기능모듈의 개발 (A Development of Multi-Emotional Signal Receiving Modules for Ubiquitous RCP Interaction)

  • 장경준;정용래;김동욱;김승우
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제12궈1호
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    • pp.33-40
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    • 2006
  • We present a new technological concept named RCP (Robotic Cellular Phone), which combines RT and CP. That is an ubiquitous robot. RCP consists of 3 sub-modules, RCP Mobility, RCP interaction, and RCP Integration. RCP Interaction is the main focus of this paper. It is an interactive emotion system which provides CP with multi-emotional signal receiving functionalities. RCP Interaction is linked with communication functions of CP in order to interface between CP and user through a variety of emotional models. It is divided into a tactile, an olfactory and a visual mode. The tactile signal receiving module is designed by patterns and beat frequencies which are made by mechanical-vibration conversion of the musical melody, rhythm and harmony. The olfactory signal receiving module is designed by switching control of perfume-injection nozzles which are able to give the signal receiving to the CP-called user through a special kind of smell according to the CP-calling user. The visual signal receiving module is made by motion control of DC-motored wheel-based system which can inform the CP-called user of the signal receiving through a desired motion according to the CP-calling user. In this paper, a prototype system is developed far multi-emotional signal receiving modes of CP. We describe an overall structure of the system and provide experimental results of the functional modules.

음성인식을 이용한 반려 로봇의 모션제어에 대한 연구 (A Study on Motion Control of the Pet-Robot using Voice-Recognition)

  • 조예진;김현석;배태성;이수행;김진현;김재욱
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.1089-1094
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    • 2022
  • 본 논문에서는 일상생활에서 사람과 교감하며 돌봄 인력의 공백을 완화할 수 있는 인간 공존형 반려 로봇을 연구하였다. 음성인식 모듈과 서보모터, 아두이노 보드를 기반으로 음성인식을 이용한 로봇팔 제어기능, RC카를 활용한 위치 이동 기능, 음성인식 기능을 활용하여 도트 매트릭스를 이용한 반려 로봇의 감정표현 기능을 탑재한 반려 로봇을 실험, 제작하였다. 실험 결과로 거리에 따른 음성인식 실험 결과 5~30cm의 거리에서 최적의 인식률을 보였고 성별에 따른 음성인식 실험 결과에서는 남성의 인식률이 더 높은 것을 확인할 수 있었으며 성조에 따른 음성인식 실험 결과 첫 번째 성조인 단조로운 톤에서 높은 인식률을 보였다. 이러한 동작 실험에 대한 평가 결과를 통해 반려 로봇을 만들 수 있음을 확인할 수 있었다.

마스터/슬레이브 복합형 고관절 전치환 수술로봇의 제어 (Control of a Master/Slave Combined Surgical Robot for Total Hip Arthroplasty)

  • 허관회;권동수;김상연;이정주;윤용산
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제8권9호
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    • pp.788-794
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    • 2002
  • To improve surgical result of total hip arthroplasty (THA), there has been some approaches using a robotic milling system, which can make a precise cavity in the femur. Usually, to carve a femur, the surgical robot is controlled by a pre-programmed tool-path regardless of a surgeon's experience and Judgment. This paper presents a control method of a surgical robot for THA, which can be used as an advanced surgical tool. With a master/slave combined surgical robot, surgeon can directly control the motion and velocity of a surgical robot. The master/slave-combined robot is controlled to display a specific admittance for a surgeon's force to the surgical robot velocity. To prevent the over-carving of a femur, virtual hard wall is displayed on the surgical boundary. To evaluate the proposed control method of the master/slave-combined surgical robot, 2-DOF master/slave-combined manipulator is used in experiment.

Design and Implementation of Tripodal Schematic Control Architecture for Multi-Functional Service Robots

  • Kim, Gun-Hee;Chung, Woo-Jin;Kim, Mun-Sang;Lee, Chong-Won
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.2045-2050
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    • 2003
  • This paper describes the development of service robotic systems with the Tripodal schematic control architecture. We show practical advantages of the proposed architecture by giving examples of our experience. First, we explain how to add new task using Tripodal architecture approach. The Tripodal architecture provides some crucial organizing principles and core components that are used to build the basis for the system. Thus, the newly developed behaviors, motion algorithm, knowledge, and planning schemes are arranged so as to guarantee the efficiency of the performance of components. Second, we describe the reusability and scaleability of our architecture by introducing the implementation process of the guide robot Jinny. Most of modules developed for former robots like PSR-1 and PSR-2 systems are used directly to the Jinny system without significant modification. Experimental results clearly showed that the developed strategy is useful, even if the hardware configurations as well as software algorithms are more complex and more accumulating.

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