일반기술

네트워크를 통해 서버에 의해 연동되는 휴머노이드

□ 기술개요지능형 서비스 로봇 기술은 선진국을 중심으로 전 세계가 관심을 가지고 있는 미래 핵심 기술이다. 국내에서도 로봇은 차세대 성장 동력기술로써 정부의 집중적인 지원을 바탕으로 그 중추적 역할을 하고 있으며, 미국, 일본 및 EU국가들 사이에서도 기초 및 실용화 연구가 활발히 이루어지고 있는 분야이다. 이러한 로봇 연구에 있어 현재 가장 큰 방향성은 자동화를 위한 로봇에서 더욱 발전하여 인간의 실생활에서도 자유롭게 서비스를 제공하는 로봇의 개발에 있다. 휴머노이드 플랫폼 기술은 다양한 서비스 로봇 개발 시 로봇의 팔, 손, 목 및 머리 기구, 이동 메카니즘 설계 시 응용이 가능하다. 또한, CAN(Controller Arean Network) 기반의 분산형 제어시스템과 IEEE1394 네트워크 기반 분산형 제어시스템은 저가형 실시간 제어시스템 구현 시 필수적이다, 이는 로봇을 포함한 자동화 시스템의 제어기로도 사용이 가능하다. CAN은 최대 1MBPS, IEEE1394는 최대 100MBPS의 속도로 통신이 가능하다. 전신제어 기반 이족보행 기술은 27개 이상의 모터들을 실시간 통신망으로 연결하고 주기적으로 운동명령을 내려 로봇이 안정적인 동작이 가능하도록 실시간 운영체제 기반으로 제어하는 기술과 전신의 안정성을 보장하면서 보행하기 위한 센서 기반 제어 기술을 포함한다. 32관절 시스템에 대해 실시간 운용체제 LINUX Xenomai 하에서의 400Hz 이상의 속도로 실시간 분산제어가 가능하고, 몸 전체의 균형을 안정적으로 유지하면서 보행하는 지능제어를 통해 최대 1.25 m/sec의 속도로 보행 가능하다. 인간형 유연동작 모델링 및 생성 기술은 인간의 동작을 읽어들여 로봇의 동작으로 변환적용하는 기술로 Motion Capture 시스템을 활용한 동작 Capturing 기술, Motion Editing 기술 최적화 기법을 활용한 인간동작을 로봇동작으로의 변환 기술 등으로 구분되어와 같은 구조로 구성된다. 현재는 휴머노이드 로봇이 보행하면서 안정적인 율동이 가능한 수준까지 기술이 개발되어 있다. 미들웨어 기반 제어구조 기술은 로봇에서 수집된 영상 및 음성 정보를 실시간으로 외부서버에 전달하고, 외부서버의 대용량 연산능력을 사용하여 이를 처리하기 위한 기술로 네트워크 로봇의 핵심기술에 해당된다. 실시간 CORBA 미들웨어를 사용하여 6대 이상의 서버에서의 병렬작업이 가능하고, 최대 4대의 휴머노이드 로봇들이 연동되어 서비 스를 제공받을 수 있다. 320 x 240 해상도 스테레오 컬러영상과 거리영상, 16KHz로 샘플링 된 음성 데이터, 실시간 모니터링을 위한 센서 데이터 등에 대해 네트워크 상태에 따라 5-10 Hz 사이의 실시간 데이터 전송이 가능하다. 또한, 이러한 미들웨어 기반 제어구조를 활용하여 실시간으로 로봇으로부터 전송되는 영상 및 음성 데이터를 사용하여 음성인식 및 합성, 삼차원 물체인식, 얼굴인식을 통한 사용자인식, 행위(제스처) 인식 등 다양한 인식기능을 실현하여 성능을 검증하였다. 2.기술특징 네트워크 기반 휴머노이드 기술 중 상체기구 및 제어시스템 일부가 기술이전 되어 개발된 마네킹 로봇과 외식도우미 로봇관련 기술을 보유하고 있다. 고성능 모터와 기어를 사용한 휴머노이드 로봇과 달리 상품화를 위해 특별히 개발된 저가격 모터와 기어를 사용하여 단가를 낮추었다. 3.적용분야 네트워크 기반 휴머노이드 기술은 휴머노이드 플랫폼 기술, 전신제어 기반 이족보행 기술, 인간형 유연동작 모델링 및 생성 기술, 인간 작업 보고 배우기 기술, 외부 서버와 연동하기 위한 미들웨어 기반 제어기 기술 등으로 구성되며, 외부네트워크와의 무선교신을 통해 걷고, 움직이고, 사람을 식별하는 인간형 로봇의 제작에 적용이 가능하다.