초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
- 본 연구진은 생태계에서 발견되는 다양한 종을 관찰하여 그들의 지능과 행동을 분석하고 뉴럴 모델을 연구 및 제안 하였다. 제안한 모델을 근거로 동물들의 신호처리를 모방하고 로보틱스 체계 및 시스템으로 발전시킨다. 본 연구진은 기본적으로 촉각, 시각,진동, 지자기 등의 신호를 생존을 위해 사용하는 다양한 생물을 모방하였다. 적을 피하고자 하는 곤충이나 동물들의 빠른 회피 알고리즘을 모방함으로 귀소 내비게이션은 주위 환경을 인식하는 알고리즘에 적용하며, 진동을 이용하여 먹이를 추적하는 생물들의 효율적이고

□ 연구의 목적 및 내용
- 본 연구진은 생태계에서 발견되는 다양한 종을 관찰하여 그들의 지능과 행동을 분석하고 뉴럴 모델을 연구 및 제안 하였다. 제안한 모델을 근거로 동물들의 신호처리를 모방하고 로보틱스 체계 및 시스템으로 발전시킨다. 본 연구진은 기본적으로 촉각, 시각,진동, 지자기 등의 신호를 생존을 위해 사용하는 다양한 생물을 모방하였다. 적을 피하고자 하는 곤충이나 동물들의 빠른 회피 알고리즘을 모방함으로 귀소 내비게이션은 주위 환경을 인식하는 알고리즘에 적용하며, 진동을 이용하여 먹이를 추적하는 생물들의 효율적이고 정확한 행동을 모사하여 진동의 진원지를 추정 알고리즘을 개발 한다. 또한 철새들의 지가기 모델을 모방하여 자기장을 이용한 내비게이션 시스템을 개발하고, 시각정보가 제거된 환경 속에서도 로봇이 자신의 위치를 목표위치에 도달 할 수 있게 돕는 연구를 진행한다. 마지막 주제로 곤충과 동물들의 군집행동을 모사하여 상황에 맞는 효율적인 임무 분담과 단체행동의 제어를 시뮬레이션을 통해서 알고리즘을 구현한다.
본 연구진은 본 연구 과제에서 최종적으로는 연구 내용들을 기반으로 cross modality를 할 수 있는 능력 확보와 개발에 관련된 시스템을 설계하는 것이 목표이다.

□ 연구결과
- 시각 모델을 기반으로 한 연구는 공학적으로 다양한 생물들의 비전 내비게이션의 기술을 개발하였다. SIFT와 SURF의 지시자를 이용하여 특징점 매칭을 수행하고 이를 ALV알고리즘의 랜드마크로 사용하여 집으로 가는 방향을 예측하는 알고리즘 구현하였다.
또한 카멜레온 눈을 모방하여 view point의 차이로 인해 일그러진 이미지에 projection transformation을 적용하여 top view로 변경을 하는 알고리즘 구현, 환경과 조도로 인한 이미지 문제를 자동 threshold의 업데이트 알고리즘 구현, 그리고 시각 기반의 내비게이션 시스템을 개발하였다.
- 생체 모방 형 촉각 센싱 모델은 동물 중 쥐와 강치의 수염을 모사하여 마이크로폰으로 직접 수염 센서를 개발하였고, 이를 통해서 얻은 데이터를 분석 및 인식 기술을 개발하였다.
- 진동 모델을 통한 생체모방의 대상은 소금쟁이고, 이들의 다리끝의 진동 감지 감각 기관을 통해서 수표면파의 진원지를 추정하는 방법을 구현하였다. 이를 위해 진동센서를 물위에 띄우는 시스템 및 환경을 구축하였고 소금쟁이와 같은 효율적이고 정확한 진원지 파악 시스템을 구성하였다. 또한 지자기 모델을 기반으로 조류의 자기장을 이용한 네비게이션 시스템을 모방하여 지구 자기장은 물론이고 주위에 자기 물체를 감지하는 센싱 시스템의 환경을 구축하였다.
- 다중 센싱을 이용한 정보 융합 로봇 연구는 군집로봇과 본 연구진의 연구 주제들의 융합을 통해서 로봇을 직접 제작하고 효율적이고 군집행동을 구현할 수 있도록 하였다.
이러한 군집 내용을 통하여 IR 거리, 오도메트리 및 주위 환경에 대한 정보들의 융합하여 군집행동을 구현 하였다.

□ 연구결과의 활용계획
- 본 연구진의 본 연구 과제를 통해서 개발 및 구현한 로봇과 알고리즘을 통해서 연구뿐만 아니라 실생활 속에도 적용가능하다. 시각 기반의 내비게이션은 자율주행 시스템에 적용이 가능하다. 이는 기존의 내비게이션 시스템에 비해 본 연구진의 알고리즘을 통한 적은 연산량으로 정확한 위치추정이 가능하다. 또한 촉각 모델은 연구가 많이 진행되지 않았으며, 생물학적인 특징을 잘 드러내는 분야기도 하다. 또한 본 연구진이 개발한 센싱 시스템을 통해서 실제 생물들의 수염과 같은 기능을 수행하여 생물학과 공학적인 분야를 융합시키기에 적절하다. 그리고 진동 및 지자기를 통한 생체 모방 모델의 경우는 생체모방의 대표적인 예시이며, 이를 통해서 시각에 취약한 분야 혹은 환경에서 진동과 자기장과 같은 자연적 신호를 센싱 하는 시스템을 통해서 로봇의 위치 혹은 목표 위치로 효율적으로 갈 수 있는 연구 분야에 대한 초석이 될 수 있다. 마지막으로 군집로봇을 통한 정보융합 로봇 연구는 앞의 본 연구진의 연구들의 융합하여 다양한 센싱 시스템을 기반으로 동물들의 군집행동을 모사하고 더 나아가 군사산업, 자율주행 기술 혹은 생물학적인 군집로봇에 적용 가능하다.

(출처 : 연구결과 요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose&contents
- Our researchers analyzed their intelligence and behavior through observations of various species found in ecosystems and studied and suggested neural models for them.. Based on this model, animal signal processing is developed into imitation and robotics systems and systems.

□ Purpose&contents
- Our researchers analyzed their intelligence and behavior through observations of various species found in ecosystems and studied and suggested neural models for them.. Based on this model, animal signal processing is developed into imitation and robotics systems and systems. We were basically based on biomimetics mimicking various organisms that use natural signals such as tactile, visual, vibration, and geomagnetism to survive. This study using the visual model can use algorithms for fast avoidance of insects and animals to avoid enemies and algorithms for recognition of the surrounding environment for home navigation. In addition, new algorithms can be developed through various methods of visual sensing have. The model using vibration also estimates the source of the simulated vibration by using the natural signal, the efficient and correct behavior of the insects. In addition, the geomorphic model is a study of navigation using a magnetic field in real life using a geomagnetic sensor. The goal of this study to reach the position and the target position in the environment of robots with limited visual information. Finally, we have simulated the behavior of insects and animals, which is a cluster, and selected the efficient behavior according to the situation. The goal of this research project is to design a system related to acquisition and development of cross modality based on research contents.

□ Result
- The results of the study based on the visual model have developed the technique of vision navigation of various engineering creatures. Algorithm was implemented to perform feature point matching using the SIFT and SURF directives and to use this as a landmark of the ALV algorithm to predict the home direction. In addition, imitating the chameleon eye, applying projection transformation to the distorted image due to the difference of view point, changing to top view, implementing the automatic threshold updating algorithm for the image problem due to environment and illumination, and visually based navigation System.
- Biomimetic Tactile Sensing Model developed a beard sensor directly by using microphone to simulate mouse and lizard beard in animals and developed data analysis and recognition technology.
- The object of the biomimicry through the vibration model is a saltwater fish, and the method of estimating the source of the surface wave is implemented through the vibration sensing organ of the leg end. For this purpose, we constructed a system and environment for floating the vibration sensor on the water, and constructed an efficient and accurate ephemeris grasping system such as a saltwater fish. In addition, based on the geomagnetic model, we imitate the magnetism of algae to build a sensing system and environment for magnetic objects as well as the earth magnetic field.
- The study on the information fusion robot using the multi-sensing has made it possible to design the robots directly and to implement the cluster behavior by converging the research topics of the stduy to the swarm robots. Through these swarm, swarm behavior is implemented through convergence of various information, IR distance information, odometry information, and information about the surrounding environment.

□ Expected Contribution
- Our studies can be applied not only to research but also to real life through robots and algorithms developed and implemented through this project. Vision-based navigation can be applied to autonomous navigation systems. Compared with the existing navigation system, this algorithm can accurately estimate the position with a small amount of computation. In addition, the tactile model is a field that has not been studied much and is also a field that reveals biological characteristics. In addition, the sensing system developed by our team is suitable for integrating biology and engineering fields by performing the same function as the beard of actual creatures. In the case of the biomimetic model through vibration and geomagnetism, it is a representative example of the biomimicry, and through this system, it is possible to efficiently detect the position or the target position of the robot through the system for sensing natural signals such as vibration and magnetic field in the field or environment, It can be a cornerstone for research that can go. Finally, research on the information fusion robot through the cluster robot is a fusion of the researches of the previous researchers. It is a study that simulates the behavior of the animals based on various sensing systems, and furthermore, through the military industry, autonomous navigation technology or biological I think that it can be applied to a humanoid robot

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 15
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 61
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 64
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 66
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 67
• 8. 참고문헌 ... 68
• 9. 연구성과 ... 70
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 74
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 74
• 12. 기타사항 ... 74
• 별첨1. 대 표 연 구 실 적 ... 75
• 끝페이지 ... 88