• 전자공학회논문지CI
• /
• 제48권6호
• /
• pp.88-96
• /
• 2011

수중 음파 통신은 해양 데이터 수집, 해저 탐사 및 개발, 군사 전술 감시 등 다양한 분야에 활용 가능하다. 이와 같이 다양한 분야에 Autonomous Underwater Vehicle(AUV)나 Remotely Operated Vehicle(ROV)와 같은 수중 로봇을 이용한 로봇 제어 시스템 구축은 필수적이다. 본 논문에서는 수중 음파 센서 네트워크 구성에서 중요한 부분인 에너지 효율적인 면을 고려하는 동시에 실시간 로봇 제어 시스템 구축에 적합한 Message Merging MAC($M^2$-MAC) 프로토콜을 제안한다. 제안된 Media Access Control(MAC) 프로토콜에서는 미리 할당된 타임 슬롯에 따라 로봇 노드들로부터 데이터를 수신하고, 베이스 스테이션으로부터 전달받은 메시지들을 버퍼링 과정을 거쳐 하나의 MAC 프레임으로 생성한 후 클러스터 내 모든 로봇 노드들에게 브로드 캐스팅 하게 된다. 또한 새로운 노드 진입 및 탈퇴 시 Maintenance&Sleep(M&S) 구간을 통해 관련 절차가 이루어짐으로써 경쟁과 비경쟁 방식이 혼합된 복합형 MAC 프로토콜의 형태를 이룬다. 본 논문에서는 실시간 로봇 제어 시스템 구축에 중요한 요소인 종단 간 지연과 에너지 소모량에 관련된 수학적 분석 모델을 제시하고 기존의 MAC 프로토콜과 비교함으로써 성능의 우수성을 검증한다.

• 정보교육학회논문지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.225-234
• /
• 2014

로봇 프로그래밍은 주어진 과제를 해결하기 위한 알고리즘을 계획하고, 그 알고리즘을 구현하며, 그 결과를 로봇이라는 매체를 통해서 쉽게 확인하고 오류를 수정할 수 있도록 한다. 따라서 로봇 프로그래밍은 반성적 사고에 기반을 둔 문제해결의 과정이며, 학생들의 메타인지와 밀접히 관련된다. 이에 본 연구는 학생의 메타인지 발달을 위한 로봇 프로그래밍 교수 학습 모형을 개발하는 것을 목적으로 수행되었다. 로봇 프로그래밍 교수 학습의 단계를 '학습과제 탐구', '교사의 모델링', '과제 수행 계획 및 시각화', '과제 수행', '자기 평가 및 강화' 등과 같은 5가지로 나누고, 각 단계의 활동들을 메타인지 주요 전략들(계획, 모니터링, 조절, 평가)와 연계하였다. 또한 학생들의 프로그래밍 활동과 메타인지 전략의 활용을 지원하기 위하여 인지적 도제를 기반으로 '모델링', '코칭', '스캐폴딩'과 같은 전략들을 교수 학습 모델과 연계하여 명시하였다. 이와 더불어서, 메타인지 활동을 지원하기 위해서 자기질문법을 도입하여, 학생들이 로봇 프로그래밍 활동의 각 단계별로 사용할 수 있는 자기질문 등을 제시하였다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제8권6호
• /
• pp.41-48
• /
• 2022

본 연구는 어린이집 만 5세 유아의 자유놀이시간 로봇 놀이 경험의 의미를 교사의 구조적 집단활동에서 나타나는 만 5세 유아 경험과 비교하는데 목적이 있다. 이를 위해 만 5세 유아 총 32명(실험집단 15명, 비교집단 17명)을 대상으로 10주 동안 주 3회 1시간씩 진행하였다. 실험집단의 교실에 놀잇감으로 로봇을 지원하였으며, 유아들은 자유놀이시간에 자유롭게 로봇 탐색과 놀이를 경험하였으며, 비교집단의 유아들은 교사가 로봇의 기능을 알려주고 로봇에 탑재되어 있는 2019 개정 누리과정과 연계된 월별 주제에 기반한 구조적 집단활동을 하였다. 사전검사와 사후검사의 차이를 분석한 결과, 자유놀이에서 로봇 활용이 유아의 창의성에서 독창성, 유창성에서 유의미한 효과가 나타났고, 놀이성에서 즐거움의 표현에서 유의미한 효과가 나타났다. 이러한 결과는 유아 주도적인 자유놀이를 지향하고 있는 유아교육에서 놀이자료로서 로봇이 의미가 있으며 향후 이러한 자유로운 상황에서의 유아들의 로봇 경험을 연구할 가치가 있다는 것을 시사한다.

• 지능정보연구
• /
• 제11권1호
• /
• pp.153-167
• /
• 2005

본 논문에서는 이동 로봇이나 자율 캐릭터 에이전트로 미지의 환경을 탐사하는 문제를 다룬다 전통적으로 공간탐사 문제를 해결하기 위한 연구노력들은 주로 그래프기반의 공간 표현법들과 그래프 탐색법들에 초점을 맞추어 왔다. 최근 들어, 공간탐사를 위한 가장 효율적인 그래프 탐색법들 중 최대 $min(mn, d^2+m)$에지들만을 탐색하는 EXPLORE알고리즘이 발견되었다. 이때 d는 그래프의 부족도(deficiency)를 나타내고, m은 그래프 에지들의 수를, n은 그래프 노드들의 수를 나타낸다. 본 논문에서는 자율 에이전트에 의해 미지의 공간을 탐사하는 실시간 그래프 탐색 알고리즘 DFS-RTA*와 DFS-PHA*를 제안한다. 두 알고리즘들은 모두 EXPLORE 알고리즘과 같이 깊이-우선 탐색(DFS)을 기초로 하고 있으며, 직전 노드로의 빠른 후진을 위해 각각 실시간 최단 경로 탐색 방법인 RTA*와 PHA*를 적용하는 것이 특징이다. 본 논문에서는 대표적인 3차원 온라인 게임 환경인 Unreal Tournament게임과 지능형 캐릭터 에이전트인 KGBot를 이용한 실험을 통해 두 탐색 알고리즘의 완전성과 효율성을 분석해본다.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.516-523
• /
• 2009

Recently, the applications of unmanned robots are increasing in various fields including surveillance and reconnaissance, planet exploration and disaster relief. To perform their missions with success, the robots should be able to evaluate terrain's characteristics quantitatively and identify traversable regions to progress toward a goal using mounted sensors. Recently, the authors have proposed techniques that extract terrain information and analyze traversability for off-road navigation of an unmanned robot. In this paper, we examine the use of 3D world models(terrain maps) to classify obstacle and safe terrain for increasing the reliability of the proposed techniques. A world model is divided into several patches and each patch is classified as belonging either to an obstacle or a non-obstacle using three types of metrics. The effectiveness of the proposed method is verified on real terrain maps.

• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.99-109
• /
• 2011

본 논문에서는 손동작 인식을 통하여 원격지의 로봇이나 기타 구동장치를 제어할 수 있는 개인용 커뮤니케이터(personal communicator)와 가정 내 정보가전기기를 제어할 수 있는 홈게이트웨이 및 이동형 홈서버의 설계 및 구현 대용을 기술한다. 임베디드 보드 기반의 개인용 커뮤니케이터는 사용자의 손동작을 인식하고 그 동작을 추적하여 원격지의 이동형 홈서버의 동작을 제어하기 위한 적절한 명령으로 변환한다. 본 구현에서는 LN2440 임베디드 전용보드 상에 손동작 인식 및 추적, 원격 이동형 홈서버 제어 명령 변환, 무선 접속기능을 이용한 홈게이트웨이 제어, 사용자 인터페이스의 설계 및 구현, 단위 및 통합 테스트의 내용을 기술한다. 본 구현은 원격탐사로봇 제어, 장애인 구동장치 제어 등 원격지의 구동 장치를 제어할 수 있는 다양한 분야에 활용될 수 있는 장점이 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.279-285
• /
• 2016

본 논문에서는 전기구동방식 궤도차량로봇의 플랫폼을 제안한다. 궤도형 이동로봇은 사람의 접근이 어려운 험지나 장비를 운반하는 등의 목적으로 군사목적, 탐사목적, 재해재난, 농업분야 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 주행 안정각, 측면 전복각 등의 설계조건을 반영하여 전기구동 궤도차량로봇을 설계하였다. 궤도차량로봇을 제작하고 구동시스템 제어기를 제작하였다. 제작한 궤도차량로봇을 $15^{\circ}$ 경사의 실내와 $40^{\circ}$ 경사의 실외 주행 실험을 실시하였다. 실험을 통하여 개발한 전기구동방식 궤도차량로봇의 주행이 가능함을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.991-997
• /
• 2020

강화학습은 주로 순차적인 의사 결정 문제에 적용되어 왔다. 특히 최근에는 신경망과 결합한 형태로 기존에는 해결하지 못한 분야에서도 성공적인 결과를 내고 있다. 하지만 신경망을 이용하는 강화학습은 현장에서 즉각적으로 사용하기엔 너무 복잡하다는 단점이 있다. 본 논문에서는 학습이 쉬운 강화학습 알고리즘 중 하나인 Q-learning을 이용하여 이동 로봇의 경로를 생성하는 알고리즘을 구현하였다. Q-table을 미리 만드는 방식의 Q-learning은 명확한 한계를 가지기 때문에 실시간으로 Q-table을 업데이트하는 실시간 Q-learning을 사용하였다. 탐험 전략을 조정하여 실시간 Q-learning에 필요한 학습 속도를 얻을 수 있었다. 마지막으로 실시간 Q-learning과 DQN의 성능을 비교하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제19권8호
• /
• pp.709-717
• /
• 2013

This paper presents the development of a specialized underwater leg with a manipulator function(convertible-to-arm leg) for the seabed walking robot named CRABSTER200(CR200). The objective functions of the convertible-to-arm leg are to walk on the seabed and to work in underwater for precise seabed exploration and underwater tasks under coastal area with strong tidal current. In order to develop the leg, important design elements including the degree of freedom, dimensions, mass, motion range, joint structure/torque/angular-speed, pressure-resistance, watertight capability and cable protection are considered. The key elements of the convertible-to-arm leg are realized through concept/specific/mechanical design and implementation process with a suitable joint actuator/gear/controller selection procedure. In order to verify the performance of the manufactured convertible-to-arm leg, a 25bar pressure-resistant and watertight test using a high-pressure chamber and a joints operating test with posture control of the CR200 are performed. This paper describes the whole design, realization and verification process for implementation of the underwater convertible-to-arm leg.

• Archives of Plastic Surgery
• /
• 제44권6호
• /
• pp.550-553
• /
• 2017

Esophageal perforation is a rare but potentially fatal complication of robot-assisted thyroidectomy (RAT). Herein, we report the long-term outcome of an esophageal reconstruction with a jejunal free flap for esophageal rupture after RAT. A 33-year-old woman developed subcutaneous emphysema and hoarseness on postoperative day1 following RAT. Esophageal rupture was diagnosed by computed tomography and endoscopy, and immediate surgical exploration confirmed esophageal rupture, as well as recurrent laryngeal nerve injury. We performed a jejunal free flap repair of the 8-cm defect in the esophagus. End-to-side microvascular anastomoses were created between the right external carotid artery and the jejunal branches of the superior mesenteric artery, and end-to-end anastomosis was performed between the external jugular vein and the jejunal vein. The right recurrent laryngeal nerve injury was repaired with a 4-cm nerve graft from the right ansa cervicalis. Esophagography at 1 year after surgery confirmed that there were no leaks or structures, endoscopy at 1 year confirmed the resolution of vocal cord paralysis, and there were no residual problems with swallowing or speech at a 5-year follow-up examination. RAT requires experienced surgeons with a thorough knowledge of anatomy, as well as adequate resources to quickly and competently address potentially severe complications such as esophageal rupture.