[논문]장애아동의 심리치료를 위한 동물매개치료용 로봇

최철희; 최병재

문제 정의

보고되었다. 본 논문에서는 동물매개치료를 위하여 사용되는 실제 동물을 대신할 로봇의 개발을 제안하였다.
본 논문에서는 심리적, 정서적 장애를 가진 환자를 위한 동물매개치료용 동물을 대신할 수 있는 로봇의 개발을 제시한다. 이러한 로봇은 다양한 기술의 융합을 통하여 구현될 수 있다.
이것은 기존의 동물매개치료에서 아동이 치료견에 대하여 긍정적 반응을 보이는 행동을 모방하여 제안하였다. 딱딱한 이미지의 Robot과 배터리 충전기가 아닌 부드러운 촉감을 통해 ‘어머님의 사랑’을 아이에게 심어줄 수 있다.

제안 방법

개치료를 구현하기 위하여 애완동물형의 로봇을 설계한다. 본 논문에서 제안하는 ‘키보우’는 희망이라는 뜻을 담고 있으며, 단순하게 먹이 주는 방식이 아닌 부모의 사랑을 표시하는 배터리 충전 방법과 주변 상황의 위험을 알리는 기능을 갖추도록 하였다.
양쪽 귀에 부착된 세 개의 마이크는 학습된 음성을 인식하는 내부 마이크 한 개와 큰 마찰 소리를 감지하는 두 개의 마이크로 구성하여 청각기능을 담당하도록 하였다. 그리고 온도 감지 및 사람 등의 접촉을 감지하는 센서를 추가하여 촉각의 기능을 담당하도록 하였다. 여기서 접촉감 지센서는 디지털센서로 사람의 몸에서 흐르는 미세한 전류의 접촉 또는 근접에 반응하고, 온도센서는 높은 온도를 감지하여 위험을 알리기 역할도 수행하도록 하였다.
여기서 접촉감 지센서는 디지털센서로 사람의 몸에서 흐르는 미세한 전류의 접촉 또는 근접에 반응하고, 온도센서는 높은 온도를 감지하여 위험을 알리기 역할도 수행하도록 하였다. 또한 로봇 자신의 현재 상황을 파악할 수 있도록 균형 기능을 담당하는 기울기센서를 사용하였다.
있다. 또한 로봇을 통해 고도의 지능이 내장되어 외부의 명령이나 자극에 대해서 스스로 판단하고 적절한 반응을 할 수 있는 시스템으로 개발하고 사람의 음성, 표정, 상황, 대화내용 등으로 서로의 감정과 욕구를 표현하므로 인간과의 대화를 인식할 수 있는 기능이 요구되는 감성로봇을 접목하였다. 장애를 가진 환자를 대상으로 놀이상대, 접촉시의 부드러운 촉감, 간단한 정도의 의사소통 등의 기능 강화에 집중하였다.
본 논문에서 제안하는 ‘키보우’는 희망이라는 뜻을 담고 있으며, 단순하게 먹이 주는 방식이 아닌 부모의 사랑을 표시하는 배터리 충전 방법과 주변 상황의 위험을 알리는 기능을 갖추도록 하였다. 전체 시스템의 구성은 <그림 2>와 같다.
본 논문에서 제안하는 시스템은 와 같이 연산 및 제어를 담당하는 MCU부, 다수의 모터로 구성되어 이동 및 움직임을 담당하는 movement부, 시각, 청각, 촉각 등의 감각 기능을 담당하는 센서들로 구성되는 센서부, 그리고 전원부로 구성되었다.
키보우의 눈 주위에 일반불빛(가시광선, 태양빛, 백색LED, 형광등불) 에 반응하는 CdS와 같은 원리이지만 기존의 CdS보다 반응속도가 빠른 센서를 부착하여 시각 기능을 담당하도록 하였다. 양쪽 귀에 부착된 세 개의 마이크는 학습된 음성을 인식하는 내부 마이크 한 개와 큰 마찰 소리를 감지하는 두 개의 마이크로 구성하여 청각기능을 담당하도록 하였다. 그리고 온도 감지 및 사람 등의 접촉을 감지하는 센서를 추가하여 촉각의 기능을 담당하도록 하였다.
그리고 온도 감지 및 사람 등의 접촉을 감지하는 센서를 추가하여 촉각의 기능을 담당하도록 하였다. 여기서 접촉감 지센서는 디지털센서로 사람의 몸에서 흐르는 미세한 전류의 접촉 또는 근접에 반응하고, 온도센서는 높은 온도를 감지하여 위험을 알리기 역할도 수행하도록 하였다. 또한 로봇 자신의 현재 상황을 파악할 수 있도록 균형 기능을 담당하는 기울기센서를 사용하였다.
장애를 가진 환자를 대상으로 놀이상대, 접촉시의 부드러운 촉감, 간단한 정도의 의사소통 등의 기능 강화에 집중하였다. 외형부에서 부드러운 촉감을 전해주고, 내부 시스템은 센서에 의해 관절부의 동작이 이루어지도록 하였다. 조도센서(classification of day & night), 터치센서(Hands detection), 온도센서(Fire detection), 기울기센서(Position Recognition), 마이크 콘덴서(Applause Sound & Direction Recognition) 등이 장착되어 센서의 감지를 통하여 모터를 동작시켜 관절부의 움직임으로 표현하도록 하였다.
외형부에서 부드러운 촉감을 전해주고, 내부 시스템은 센서에 의해 관절부의 동작이 이루어지도록 하였다. 조도센서(classification of day & night), 터치센서(Hands detection), 온도센서(Fire detection), 기울기센서(Position Recognition), 마이크 콘덴서(Applause Sound & Direction Recognition) 등이 장착되어 센서의 감지를 통하여 모터를 동작시켜 관절부의 움직임으로 표현하도록 하였다.
감각기관은 <그림 3>과 같다. 키보우의 눈 주위에 일반불빛(가시광선, 태양빛, 백색LED, 형광등불) 에 반응하는 CdS와 같은 원리이지만 기존의 CdS보다 반응속도가 빠른 센서를 부착하여 시각 기능을 담당하도록 하였다. 양쪽 귀에 부착된 세 개의 마이크는 학습된 음성을 인식하는 내부 마이크 한 개와 큰 마찰 소리를 감지하는 두 개의 마이크로 구성하여 청각기능을 담당하도록 하였다.
키보우의 충전은 와 같이 아기 펫 (PET)과 입맞춤을 통하여 이루어지도록 하였다.

대상 데이터

‘키보우’의 MCU부에 사용된 마이크로컨트롤러는 Atmel사의 AVR Series 중 타이머/카운터(8Bit, 16Bit), ADC(Analog to Digital Converter), I/O(Input/Output) Port를 이용한 Communication, Interrupt 등이 내장된 고성능 저전력형 8-비트 프로세서인 ATmega128을 사용하였다. 센서부는 터치센서(QT-113), 조도관련 센서(LLS05-A), 온도 센서(DS1620), 틸트센서(SA1), 마이크로폰 센서 (CMP-752), 음성인식센서(JT-2000) 등으로 구성하였다.
ATmega128을 사용하였다. 센서부는 터치센서(QT-113), 조도관련 센서(LLS05-A), 온도 센서(DS1620), 틸트센서(SA1), 마이크로폰 센서 (CMP-752), 음성인식센서(JT-2000) 등으로 구성하였다. movement부에는 HS-311 모델의 서보 모터를 사용하여 원활한 움직임 동작을 수행하도록 하였다.

성능/효과

정신지체장애를 가진 사람에게 치료 기능을 가진 견은 큰 효과를 가져다주었다. 다수의 사례들을 통해 서로간의 상호작용에 의해서 의사소통의 기술, 대인관계 발달을 가지고 오며, 이를 통하여 정신치료에 도움을 준다는 것을 검증하였다.[2]
즉, 정신과 환자들의 언어, 행동, 사회의 능력을 향상시키는 역할을 수행한다. 정신지체장애를 가진 사람에게 치료 기능을 가진 견은 큰 효과를 가져다주었다. 다수의 사례들을 통해 서로간의 상호작용에 의해서 의사소통의 기술, 대인관계 발달을 가지고 오며, 이를 통하여 정신치료에 도움을 준다는 것을 검증하였다.

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