• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.508-516
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• 2010

본 논문에서는 자율적이며 자동화된 정리정돈 기능을 갖는 홈 메스클린업 로봇(McBot)을 개발한다. 그 동안 진공청소기가 보급되어 집안 청소에 편리성 향상이 이루어졌지만 진공청소기를 운영하는 노동은 인간의 몫이었다. 그것을 해결하기 위하여 최근에 로봇청소기들이 개발되었으나, 진공 청소하기 이전에 해결해야 하는 신문, 옷가지 등을 정돈하거나 진공흡입하기 어려운 크기의 쓰레기들을 정리하는 것은 여전히 사람이 처리해야 하는 심각한 노동으로 남아 있다. 이러한 이유로 본격적인 청소로봇 시장이 아직 형성되지 못하고 있다. 그래서 본 논문에서는 가정에서의 정리정돈 문제를 해결할 수 있는 소위 홈 메스클린업 로봇을 개발하고 새로운 디자인 방법과 제어 기법 그리고 자기 위치 인식 알고리즘을 제안한다. 홈 메스클린업 로봇은 정리정돈을 위하여 쾌속 네비게이션과 정교한 매니퓰레이션 기능을 필요로 한다. 본 논문에서는 자율적인 네비게이션 기능으로 장애물을 회피하여 원하는 목적지까지 고속으로 이동할 수 있는 휠 기반의 이동로봇을 개발한다. 또한 정리정돈 작업을 위한 정교한 매니플레이션 기능으로 6 자유도를 갖는 로봇 팔과 리프트 등의 보조장치들을 개발하며, 그것들이 정밀 제어될 수 있는 새로운 알고리즘을 제시한다. 특히 홈 메스클린업 로봇의 탐색 시스템은 지금까지의 청소로봇들과는 달리 일정한 패턴이나 벽면을 따라 움직이는 방식이 아닌 실질적인 실내 구조의 파악과 잡은 물체를 원래의 위치로 이동시키거나 정돈 장소까지 이동하기 위한 절대 좌표 형태의 자기 위치 인식 기능이 필요하다. 그러므로 본 논문에서는 자신의 절대좌표 인식 및 물체인식을 위하여 RFID 태그들을 이용한 자기위치 인식 시스템을 개발한다. 마지막으로 본 논문에서 설계된 홈 메스클린업 로봇이 RFID 환경에서 정리정돈작업을 수행하는 실제 실험을 통하여 좋은 성능을 검증한다.

• 실천공학교육논문지
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• 제14권3호
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• pp.543-553
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• 2022

협동로봇은 4차 산업혁명에서 제시하고 있는 생산시스템 중 하나로 작업자의 정교한 손기술과 로봇의 단순 반복작업 능력을 조합하여 효율성을 극대화할 수 있는 시스템이다. 또한, 작업자와 로봇 간의 작업공간 공유에서 발생하는 안전문제의 해결과 함께 효율적인 인터페이스 방법 개발에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 본 연구에서는 이를 위하여 작업자의 편리성과 집중도를 강화하기 위해 작업자의 수신호를 인식하여 로봇을 제어하는 방법을 제시하였으며 안전공간의 개념을 도입하여 작업자의 안전을 확보하였다. 이를 구현하기 위하여 로봇제어, PLC, 영상처리, 기계학습, ROS 등 다양한 기술을 사용하였다. 또한 이를 교육매체로 활용하기 위하여 제시된 기술들의 역할과 인터페이스 방법을 정의하여 제시하였다. 학습자들은 소개된 여러 기술들을 연계하여 시스템을 구축하고 조정하는 일을 수행한다. 따라서 현장에서 필요한 기술의 필요성을 인식시키고 이에 대한 심화 학습을 유도할 수 있는 큰 장점이 있다. 또한 문제를 제시한 뒤 스스로 문제를 해결하는 방법을 모색하는 형태로 진행해 자기 주도적으로 학습할 수 있도록 유도할 수 있다. 이를 통해 4차 산업혁명의 주요 기술들을 학습하고 다양한 문제에 대한 해결 능력을 향상시킬 수 있다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.2356-2361
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• 2003

Proteome research in the medical field is expected to accelerate the understanding of disease mechanism, and to create new diagnostic concept. For protein profiling, this paper proposes a new methodology named CPDIB (Crude Protein Direct Blotting). In the CPDIB procedure, crude protein sample is directly immobilized on a membrane and the expression of protein molecules in the sample are analyzed quantitatively by using a special device called ImmobiChip, where the membrane is used as a field of the immune reaction. The over-all structure of the ImmobiChip is based on the conventional Slot blot device. Mechanical improvement in the air-tightness of the case holding the membrane realizes the direct blotting and results in high performance of stability in the immune reaction. In the measurement of multiple proteins, a dispensing robot is used for increasing the efficiency of handling of liquid. Cooperation of the dispensing robot with the ImmobiChip for immobilizing proteins realizes automated and stable performance of the CPDIB procedure. This paper shows the evaluation of the air-tightness of the ImmobiChip, the ability of analyzing proteins using the CPDIB procedure and the performance of the automated equipment.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.939-944
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• 2007

Generally, development of a robot capable of fast movements or high payloads is progressed by the analysis of dynamic characteristics, DOF positioning, actuator selection, structure of links, and so on. This paper highlights the design of a robot manipulator handled by a human for man-machine cooperation. The requirements of the proposed system include its having multi-DOF(Degree of Freedom)and the capacity for a high payload in the condition of its maximum reach. The primary investigation factors are motion range, performance within the motion area, and reliabilityduring the handling of heavy materials. Traditionally, the mechanical design of robots has been viewed as a problem of packaging motors and electronics into a reasonable structure. This process usually transpires with heavy reliance of designerexperience. Not surprisingly, the traditional design process contains no formally defined rules for achieving desirable results, as there is little opportunity for quantitative feedback during the formative stages. This work primarily focuses on the selection of proper joint types and link lengths, considering a specific task type and motion requirements of the heavy material handling.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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• 제7권1호
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• pp.17-21
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• 2007

Multi-Agent Robotic System (MARS) is a system that independent autonomous robots in the restricted environments infer their status from pre-assigned conditions and operate their jobs through the cooperation with each other. In the MARS, a robot contains sensor part to percept the situation around themselves, communication part to exchange information, and actuator part to do given work. Especially, in order to cooperate with other robots, communicating with other robots is one of the essential elements. Because Bluetooth has many advantages such as low power consumption, small size module package, and various standard protocols, Bluetooth is rated as one of the efficient communicating technologies which can apply to small-sized robot system. In this paper, we will develop Bluetooth communicating system for autonomous robots. For the purpose, the communication system must have several features-separated module, flexible interface. We will discuss how to construct and what kind of procedure to develop the communicating system.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.611-616
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• 2018

본 최근 전쟁양상의 다변화와 안보에 대한 인식이 높아지면서, 국방 무인로봇 분야에 대한 활용성 증대와 함께 기술적 진화가 이루어지고 있다. 인명을 중시하는 군사적 활용 개념의 발전과 경제적 운용으로 국방과학기술이 발전하면서, 효과 중심의 미래전에 무인로봇의 역할은 매우 크다고 할 수 있다. 주요 선진국들은 국방 무인로봇 분야와 관련된 핵심기술 연구 개발, 투자 전략, 우선순위 도출, 데이터 확보, 인프라 조성 등 이미 선도적인 대응전략을 추진하고 있으며, 국내에서도 다양한 연구 활동과 함께 국방 무인로봇에 대한 다양한 기술기획과 정책전략을 내놓고 있다. 또한, 국방 무인로봇 분야는 인공지능, 빅데이터, 가상현실 등 4차 산업혁명을 대표하는 기술들을 내재하고 있어 미래를 이끌어갈 기술에 대한 기대감도 매우 크다고 할 수 있다. 기존 기술이 아닌 새로운 기술에 대한 요구가 커지면서 기술발전의 경로를 예측하기 힘들고, 또한 자원의 제약으로 인해 선택과 집중의 전략적 R&D 가 요구되기 때문에 국방 무인로봇 분야의 미래 신기술들을 발굴하여 기술역량을 확보하는 선제적인 대응이 필요하다고 생각된다. 본 연구는 국방 무인로봇 분야의 미래 신기술 6개를 도출하고, 그에 대한 실증연구를 통하여 유의미한 결과를 도출하고자 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.299-306
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• 2016

본 논문에서는 센서 네트워크를 이용하여 의사의 동작을 흉내 낼 수 있는 내시경 취급로봇의 형상 예측방법이 제안된다. 3축 지자기계와 3축 가속도 계로 이루어진 단위센서가 CAN버스 통신을 통하여 네트워크를 구성한다. 각각의 센서 유니트는 연성 튜브로 만들어진 로봇의 길이방향 위에 있는 점들의 각들을 검출하는 데 사용된다. 센서 네트워크로부터 수신된 신호들은 Butterworth lowpass filter를 이용하여 필터링 된다. 여기서 우리는 노이즈 제거를 위하여 버터워쓰 필터를 설계하였다. 최종적으로 로패스 필터에 의하여 노이즈가 걸러진 신호들을 처리하여 Euler 각이 추출된다. 이 Euler 각을 이용하여 sensor network 상에 있는 각 센서의 위치가 추정된다. 우리는 로봇 바디가 링크와 관절들로 구성되어 있다고 가정한다. 그러면 각 센서의 위치는 각 링크의 중심에 부착되어 있는 것으로 가정할 수 있다. Euler 각과 kinematics chain model로부터 링크의 위치를 결정할 수 있다. 각 링크를 매끈하게 연결할 수 있도록 하기 위해 각 센서의 위치사이에 보간이 수행되어 최종적으로 작동 중에 있는 내시경의 최종형상이 얻어진다. 실험 결과는 제시된 센서 네트워크에서 추정된 Euler angle과 kinematic chain model을 이용하여 추정된 serial link의 형상으로부터 내시경형상을 가시화 할 수 있음을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.287-297
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• 2019

온라인 쇼핑이 급성장하고, 다품종 소량 상품의 빠른 배송이 요구되면서 사람에 의존하는 물류 대응이 점점 더 어려워지고 있다. 여기에 인력 수급의 어려움, 인건비의 상승까지 더해져 물류 센터 내에 물류 로봇의 도입이 크게 증가할 것으로 예상된다. 이미 아마존은 자사 물류센터에 로봇을 10만대 이상 운영하고 있다. 알리바바, DHL, UPS 등 세계적인 기업들도 물류 효율 개선 및 시장 경쟁에서 우위를 차지하기 위해 로봇 기술을 도입하고 있다. 글로벌 유통-물류산업의 치열한 온라인 시장경쟁에 물류로봇이 적극적으로 활용되고 있음에도 불구하고, 국내 물류산업의 물류로봇 도입은 상대적으로 부진한 상황이다. 이에 국내 물류로봇 도입의 활성화를 위하여 어떠한 요인이 수용에 영향을 미치는지 살펴 볼 필요가 있다. 수용행위에 대한 설명에는 다양한 연구를 통해 검증된 확장된 기술수용모델을 활용하였다. 연구 결과, 구매의도에는 용이성과 유용성 모두 유의미한 영향을 미쳤으며, 용이성이 가지는 효과가 가장 큰 것으로 나타났다. 용이성은 연관된 경험이 많고, 혁신성이 높을수록 긍정적인 것으로 나타났다. 유용성은 지각된 위험이 낮고, 가격 효율성이 좋고, 사회적 영향이 클수록 긍정적인 것으로 나타났다. 본 연구는 물류 로봇의 수용에 영향을 미치는 요인을 과학적으로 분석함으로써 물류 로봇 개발과 마케팅 전략 수립에 이론적, 실무적 시사점을 제공한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.562-568
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• 2016

본 연구의 목적은 가상현실과 로봇보조재활치료를 이용하여 뇌졸중 후 푸셔 증후군에 대한 치료적인 효과를 조사하고자 하기 위함이다. 총 10명의 뇌졸중 후 푸셔 증후군을 보이는 환자가 모집되었다. 환자는 각각 5 명씩 로봇보조재활치료와 대조군으로 배정되었다. 실험군은 로봇보조재활치료와 일반적인 재활치료를 함께 받았으며, 대조군은 하루 2회 일반적인 재활치료를 받았다. 중재 시간은 30분간 진행되었으며, 주 5회, 4주간 시행하였다. 치료 전후 변화는 Scale for contraversive pushing (SCP), Berg balance scale (BBS), falling index (FI), Timed up and go test (TUG)을 이용하여 측정하였다. 4 주간의 중재 치료 후 로봇보조재활치료 군에서 SCP (p=0.046), BBS (p=0.046), FI (p=0.038), TUG (p=0.038)은 대조군에 비하여 유의하게 향상되었다. 또한 SCP와 BBS (p=0.024), FI (p=0.039), TUG (p=0.030)는 유의한 상관관계가 관찰되었다. 결과적으로 가상현실을 이용한 로봇보조재활치료는 일반적인 재활치료에 비하여 뇌졸중 후 푸셔 증후군을 회복하는데 더 도움이 되었으며, 푸셔 증후군의 회복은 균형과 보행기능의 향상과 관련이 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.384-389
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• 2005

The objective on this project is to develop a cooperative Field Robot (FR), by using a customize Open Control Platform (OCP) as design and development process. An OCP is a CORBA-based solution for networked control system, which facilitates the transitioning of control designs to embedded targets. In order to achieve the cooperation surveillance system, two FRs are distributed by navigation messages (GPS and sensor data) using CORBA event-channel communication, while graphical information from IR night vision camera is distributed using CORBA Asynchronous Method Invocation (AMI). The QoS features of AMI in the network are to provide the additional delivery method for distributing an IR camera Images will be evaluate in this experiment. In this paper also presents an empirical performance evaluation from the variable chunk sizes were compared with the number of clients and message latency, some of the measurement data's are summarized in the following paragraph. In the AMI buffers size measurement, when the chuck sizes were change, the message latency is significantly change according to it frame size. The smaller frame size between 256 bytes to 512 bytes is more efficient fur the message size below 2Mbytes, but it average performance in the large of message size a bigger frame size is more efficient. For the several destination, the same experiment using 512 bytes to 2 Mbytes frame with 2 to 5 destinations are presented. For the message size bigger than 2Mbytes, the AMI are still able to meet requirement far more than 5 clients simultaneously.