본 논문에서는 효율성 및 사용자 편리성을 극대화 할 수 있는 전시공연을 위한 멀티 소형 휴머노이드 로봇제어 방법을 설계 및 구현 하였다. 근래에는 공연과 전시분야에도 로봇을 활용하는 사례가 늘고 있으며, 연극, 뮤지컬, 오케스트라 공연 등 장르 또한 다양하다. 기존의 소형 휴머노이드를 이용한 전시공연에서는 컴퓨터 및 MP3 플레이어 등을 이용하여 외부에서 음원을 재생과, 동시에 로봇의 공연시작을 위한 통신장비의 시작 버튼을 눌러줌으로 공연을 시작하였다. 이처럼 이원화된 음원과 로봇 동작과의 동기화로 인하여 음원시작시점과 로봇의 공연 시작 시점의 동기화가 잘 이루어지지 않아 로봇의 동작과 음원이 따로 재생되어 공연을 재시작 해야 하는 경우가 빈번히 발생하였다. 또한 공연 도중 로봇이 무게중심을 잃거나 했을 때 사람이 공연에 개입하거나 공연을 재시작 해야 하는 등의 문제점이 존재하였다. 이를 개선하기 위해서, 본 논문에서는 멀티 소형 휴머노이드 로봇제어의 효율성 향상 및 사용자의 편리성을 극대화할 수 있는 GUI 기반의 휴먼 인터페이스 S/W를 설계하였으며, 다수의 소형 휴머노이드에 데이터를 전송하기 위하여 지그비 통신을 사용하였다. 또한, 다수의 소형 휴머노이드 로봇을 대상으로 실제 구현함으로써 효율성 및 사용자의 편리성에 대한 타당성을 입증하였다.
본 논문에서는 효율성 및 사용자 편리성을 극대화 할 수 있는 전시공연을 위한 멀티 소형 휴머노이드 로봇제어 방법을 설계 및 구현 하였다. 근래에는 공연과 전시분야에도 로봇을 활용하는 사례가 늘고 있으며, 연극, 뮤지컬, 오케스트라 공연 등 장르 또한 다양하다. 기존의 소형 휴머노이드를 이용한 전시공연에서는 컴퓨터 및 MP3 플레이어 등을 이용하여 외부에서 음원을 재생과, 동시에 로봇의 공연시작을 위한 통신장비의 시작 버튼을 눌러줌으로 공연을 시작하였다. 이처럼 이원화된 음원과 로봇 동작과의 동기화로 인하여 음원시작시점과 로봇의 공연 시작 시점의 동기화가 잘 이루어지지 않아 로봇의 동작과 음원이 따로 재생되어 공연을 재시작 해야 하는 경우가 빈번히 발생하였다. 또한 공연 도중 로봇이 무게중심을 잃거나 했을 때 사람이 공연에 개입하거나 공연을 재시작 해야 하는 등의 문제점이 존재하였다. 이를 개선하기 위해서, 본 논문에서는 멀티 소형 휴머노이드 로봇제어의 효율성 향상 및 사용자의 편리성을 극대화할 수 있는 GUI 기반의 휴먼 인터페이스 S/W를 설계하였으며, 다수의 소형 휴머노이드에 데이터를 전송하기 위하여 지그비 통신을 사용하였다. 또한, 다수의 소형 휴머노이드 로봇을 대상으로 실제 구현함으로써 효율성 및 사용자의 편리성에 대한 타당성을 입증하였다.
In this paper, we designed a multi humanoid robot control method for performing an exhibition that will maximize the efficiency and user convenience and implementation. In recent years, an increasing number of case and to take advantage of the robots in the field performances and exhibitions, plays,...
In this paper, we designed a multi humanoid robot control method for performing an exhibition that will maximize the efficiency and user convenience and implementation. In recent years, an increasing number of case and to take advantage of the robots in the field performances and exhibitions, plays, musicals, orchestra performances are also various genres. In concert with the existing small humanoid exhibition to source from outside by using a computer and MP3 player and play, while pressing the start button of communication equipment for the show to start the robot began performing with the zoom. Thus, due to the dual source and robot operation and synchronization does not work well is the synchronization of the start of the concert sound starting point of the robot and robot motion and sound are reproduced separately were frequently occurs when you need to restart the show. In addition, when the center of gravity or lose the robots who were present during the performance problems such as performance or intervene to restart the show. In order to overcome this, in this paper, Multi-small humanoid robot was designed to control the efficiency and the user of the GUI-based human interface S/W to maximize convenience, Zigbee communication to transmit a plurality of data in al small humanoid It was used. In addition, targeting a number of the small humanoid robot demonstrated the effectiveness and validity of the user's convenience by gender actual implementation.
In this paper, we designed a multi humanoid robot control method for performing an exhibition that will maximize the efficiency and user convenience and implementation. In recent years, an increasing number of case and to take advantage of the robots in the field performances and exhibitions, plays, musicals, orchestra performances are also various genres. In concert with the existing small humanoid exhibition to source from outside by using a computer and MP3 player and play, while pressing the start button of communication equipment for the show to start the robot began performing with the zoom. Thus, due to the dual source and robot operation and synchronization does not work well is the synchronization of the start of the concert sound starting point of the robot and robot motion and sound are reproduced separately were frequently occurs when you need to restart the show. In addition, when the center of gravity or lose the robots who were present during the performance problems such as performance or intervene to restart the show. In order to overcome this, in this paper, Multi-small humanoid robot was designed to control the efficiency and the user of the GUI-based human interface S/W to maximize convenience, Zigbee communication to transmit a plurality of data in al small humanoid It was used. In addition, targeting a number of the small humanoid robot demonstrated the effectiveness and validity of the user's convenience by gender actual implementation.
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문제 정의
본 논문에서는 지그비 기반의 멀티 소형 휴머노이드 로봇제어의 효율성 향상 및 사용자의 편리성을 극대화할 수 있는 GUI 기반의 휴먼 인터페이스 S/W를 설계하였으며, 다수의 소형 휴머노이드 로봇을 대상으로 실제 구현함으로써 기존의 전시공연 진행절차시의 문제점인 음악과 로봇동작의 시작 동기화를 위한 문제점을 개선 하였다.
제안 방법
본 논문에서는 소형 휴머노이드를 이용한 전시공연시 음악의 시작과 로봇동작의 시작 동기화에 따른 문제점 및 휴머노이드 오동작의 문제점을 개선하기 위해서, 멀티 소형 휴머노이드 로봇제어의 효율성 향상 및 사용자의 편리성을 극대화할 수 있는 GUI 기반의 휴먼 인터페이스 S/W를 설계하였으며, 다수의 소형 휴머노이드에 데이터를 전송하기 위하여 지그비 통신을 사용하였다. 또한, 다수의 소형 휴머노이드 로봇을 대상으로 실제 구현함으로써 타당성을 입증하였다.
대상 데이터
본 논문에서 사용하는 소형 휴머노이드 로봇(메탈파이터)은 17관절로 서보모터의 위치에 따라 4개 그룹으로 나누어져 있고, 구성은 그림 1과 같다.
본 논문에서는 멀티 소형 휴머노이드 로봇 제어의 효율성 및 사용자의 편리성을 극대화할 수 있는 GUI 기반의 휴먼 인터페이스 S/W와 다수의 소형 휴머노이드 로봇(메탈파이터 5대), 지그비 통신 모듈 송·수신기로 구성되어 있다.
소형 휴머노이드 로봇의 메인 컨트롤러는 MRC3024FX를 사용하였으며, 서보 및 DC 모터, 사운드제어, 조명제어 등을 수행한다. 최대 24개의 디지털 I/O, 8개의 아날로그 입력 및 자이로(가속도)센서, 초음파 센서 입력 등 다양한 기능을 갖추고 있다.
이론/모형
본 논문에서는 다수의 소형 휴머노이드 로봇과 근거리 무선통신을 하기 위하여 Zigbee 무선 통신방식을 사용하였다. Zigbee는 IEEE802.
성능/효과
즉, 음악의 시작과 로봇동작의 시작 동기를 잘 맞추어야 했지만 그림 6(b)에 제안한 방식은 Main PC(notebook)S/W GUI에서 하나의 버튼으로 음악의 시작과 동시에 로봇의 시작이 함께 이루어지기 때문에 동기를 맞추기 위한 노력이 필요 없다. 또한 공연 중 로봇이 무게중심을 잃거나 했을 때 기존에는 사람이 공연에 개입하여 로봇이 공연을 재개 할 수 있게 하였으나 제안한 방식은 로봇의 움직임을 여러 개로 나누어 보내면서 중간에 로봇의 상태를 인지하여 로봇이 직접 자세를 교정할 수 있게 하여 로봇 공연 중 사람의 개입을 최소화 할 수 있게 되었다.
본 논문에서는 소형 휴머노이드를 이용한 전시공연시 음악의 시작과 로봇동작의 시작 동기화에 따른 문제점 및 휴머노이드 오동작의 문제점을 개선하기 위해서, 멀티 소형 휴머노이드 로봇제어의 효율성 향상 및 사용자의 편리성을 극대화할 수 있는 GUI 기반의 휴먼 인터페이스 S/W를 설계하였으며, 다수의 소형 휴머노이드에 데이터를 전송하기 위하여 지그비 통신을 사용하였다. 또한, 다수의 소형 휴머노이드 로봇을 대상으로 실제 구현함으로써 타당성을 입증하였다.
또한, 메인 PC S/W GUI에서의 order setting 화면에서는 무선 통신을 위한 포트 셋팅과 음원의 총 재생시간 중에 사용자가 임의의 시간대에 원하는 제어 신호를 전송할 수 있는 기능을 가지고 있어서, 전시 공연 중 로봇이 무게중심을 잃거나 했을 때 기존에는 사람이 공연에 개입하여만 로봇이 공연을 재개 할 수 있었으나 제안한 방식은 로봇의 움직임을 여러 개로 신호로 나누어 보내면서 중간에 로봇의 상태를 인지하여 로봇이 직접 자세를 교정할 수 있게 하여 로봇 공연 중 로봇의 오동작을 최소화 할 수 있게 되었다. 표 2는 기존 방법과 본 논문에서 제안한 방법과의 기능을 비교한 것이다.
후속연구
따라서 전시공연에 제공할수 있는 휴머노이드 동작에 제약이 따른다. 이를 해결하기 위해서 다양한 센서를 사용하여 공간 정보 등을 메인컨트롤러에 전송 및 장애물 회피알고리즘을 이용하여 다양한 동작들을 구현하는 것이 향후 과제로 남아 있다.
향후 연구과제로는 전시공연을 위한 다수의 소형 휴머노이드는 제조사별 크기 및 사이즈가 달라서 공간상의 위치 제약을 많이 받는다. 따라서 전시공연에 제공할수 있는 휴머노이드 동작에 제약이 따른다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
로봇의 유형에 따라 공연 콘텐츠는 어떻게 구성해야 하는가?
로봇을 이용한 공연에서 중요한 요소 중 하나는 공연 콘텐츠다. 공연 콘텐츠는 가수 로봇인 경우, 음악에 맞춰서 노래와 춤이 구성되어야 하며, 연기 로봇인 경우에는 시나리오에 맞춰서 대사와 몸짓, 표정, 배경 음악 등을 구성해야 한다[1]. 로봇의 자연스러운 동작은 인간과의 친밀감을 높이는 것뿐 아니라 감정적 표현을 풍부하게 하는데 매우 중요하다.
휴머노이드를 이용한 전시공연에는 무엇이 있는가?
국내․외에서는 휴머노이드 로봇을 활용한 다양한 공연 및 연구가 진행되고 있다. 그 예로 로봇타타와 뮤직로봇, 로봇 데스피안, 로봇 랜드의 전설, 전통문화 재현공연 및 이벤트와 문화 행사 등에 휴머노이드를 이용한 전시공연이 진행되고 있다[4-10].
휴머노이드 로봇이 활용되는 분야의 예시는?
때문에 사람을 대신 할 수 있는 다양한 분야에 활용되고 있다. 그 예로 구조용 로봇, 서비스 로봇, 군사 로봇 등이 있으며, 회사의 홍보 또는 연극에 사용되기도 한다[1-2].
참고문헌 (12)
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Y. S. An, U. T. Kim, D. U. Lee, H. G. Lee and T. G. Lee, "Segmentation and Transition of Motion Data for Performance Robot", 2010 25th ICROS Annual Conference, pp. 268-270, Chuncheon, Korea, May 2010.
John J. Craig, "Introduction to Robotics : Mechanics & Control", Addision-Wesley, 2004.
HoSeok An, DongUk Lee, DongUn Choi, DunkHyun Lee, ManHong Hue, HoGil Lee, "Behavior Composition Program for Performance Robots", 2012 27th ICROS Annual Conference, pp. 27-28, Seoul, Korea, April 2012.
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W. T. Kim, Y. S. An, H. G. Lee and T. H. Lee, "UML-based Motion Planning for Natural Behavior of Performance Robots", 2010 25th ICROS Annual Conference, pp.524-525, Chuncheon, Korea, May 2010.
Koian, http://www.koian.com/
Isans, http://www.isans.co.kr/
miniRobot, http://www.minirobot.co.kr/
Bernnard Kai-Ping Koh and Peng-Yong Kong, "Performance Study on Zigbee-Based Wireless Personal Area networks for Real-Time Health Monitoring", ETRI Journal, vol. 28, No. 4, August 2006.
Xiangsheng Kong, Dong Li, "A design for wireless access control system based on Zigbee", consumer Electronics, Communications and Networks(CECNet), 2012 2nd International Conference on, pp.24-27, 2012.
AI-Helper
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