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국 문 요 약
실제 물고기의 운동 메커니즘을 연구, 분석하고 수중 환경에 최적화된 메커
니즘을 구현하여 로봇 물고기에 적용하는 연구가 관심을 집중하고 있다. 그러
나 대부분의 연구 방향은 운동 메커니즘에 대한 알고리즘이나 생체 모방을
위한 소재 및 이와 관련된 연구에 집중되어 있으며 알고리즘을 입증하기 위
한 로봇 물고기 실험체는 3관절 이상의 다관절을 구성하고 있다.
기존에 제안되었던 로봇 물고기의 알고리즘은 프로펠러 메커니즘의 추진방
식 보다 실제 물고기의 움직임을 모방한 Flapping 메커니즘의 추진방식이 성
능면이나 효율면에서 우수함을 입증하고 있으나 현재까지 판매를 목적으로한
상업적 시도는 없었다. 이는 수중 로봇이 필연적으로 가져야 하는 방수문제,
배터리 효율 문제등을 완벽하게 해결하기 어렵기 때문이다. 특히 3관절 이상
의 다관절로 로봇을 구성할 경우 복잡한 구조로 인해 불량 발생률이 높아지
고 배터리 소모량이 증가하여 상품화에 불리한 요소로 작용된다.
따라서 본 논문에서는 2개의 관절을 사용하여 로봇 물고기의 구조를 단순화
하고 2관절 Flapping 알고리즘을 구현하여 직진 ...

국 문 요 약
실제 물고기의 운동 메커니즘을 연구, 분석하고 수중 환경에 최적화된 메커
니즘을 구현하여 로봇 물고기에 적용하는 연구가 관심을 집중하고 있다. 그러
나 대부분의 연구 방향은 운동 메커니즘에 대한 알고리즘이나 생체 모방을
위한 소재 및 이와 관련된 연구에 집중되어 있으며 알고리즘을 입증하기 위
한 로봇 물고기 실험체는 3관절 이상의 다관절을 구성하고 있다.
기존에 제안되었던 로봇 물고기의 알고리즘은 프로펠러 메커니즘의 추진방
식 보다 실제 물고기의 움직임을 모방한 Flapping 메커니즘의 추진방식이 성
능면이나 효율면에서 우수함을 입증하고 있으나 현재까지 판매를 목적으로한
상업적 시도는 없었다. 이는 수중 로봇이 필연적으로 가져야 하는 방수문제,
배터리 효율 문제등을 완벽하게 해결하기 어렵기 때문이다. 특히 3관절 이상
의 다관절로 로봇을 구성할 경우 복잡한 구조로 인해 불량 발생률이 높아지
고 배터리 소모량이 증가하여 상품화에 불리한 요소로 작용된다.
따라서 본 논문에서는 2개의 관절을 사용하여 로봇 물고기의 구조를 단순화
하고 2관절 Flapping 알고리즘을 구현하여 직진 유영, 방향 전환 유영 및 자
유유영이 가능한 로봇 물고기를 제작하였다. 아울러 로봇 스스로 렌덤한 자유
유영을 하거나 조종기를 통해 조종이 가능한 제어기를 구현하였다. 또한, 과
학관, 전시관 등에서 활용을 목적으로 외관상 부담감이 없이 미적인 요소를
갖추고, 사용자 운영의 편리성 향상을 위해 한번 충전으로 장시간 사용 가능
한 구조로 개발하였다.
제작된 엔터테인먼트 로봇 물고기는 총 길이 500mm, 폭 110mm, 높이 260mm
의 구조를 가지고 있으며, 2관절 Flapping 자유 유영 상태를 확인하기 위해서
2210×1500×390(h)mm 수조에서 다양한 동작을 확인하였다. 로봇 물고기의
직진성 확인을 위해 직진 유영 속도 실험을 실시하였고 작은 수조 내에서의
움직임 확인을 위해 회전 반경 실험을 하였다. 그 결과 직진유영 평균속도
300mm/sec, 최소 회전반경 250mm 를 확인하였고 체험용으로 간단한 게임이
가능하며 작은 수조에서도 전시 가능함을 확인 하였다.