외골격형 7자유도 원격조종기의 HRI 제어에 관한 연구

Abstract

재난재해 상황에서 투입되는 특수목적기계의 경우 일반 건설장비인 굴삭기에 비해 그 자유도가 매우 높아 일반적인 조종기를 통해서는 직관적인 조종이 어려울 수 있다. 이에 따라 외골격 형태를 가지는 다자유도 조종기가 해결 방 안으로 제시되고 있으며 각종 재난상황에 투입되는 로봇으로써 현재의 로봇에 탑재된 카메라 영상 정보만으로 로봇 주변의 환경을 인식하여 작업을 수행하는 데에는 한계가 있다. 따라서 조작자의 현장감을 높이기 위하여 여러 시각 적인 mapping 기술이나 환경 인지 기술들이 적용되고 있다. 하지만 각종 2 차 재해에 의한 센서 고장이나 한계 이상 의 극한 조건에 의한 환경 인지 불가의 상황이 언제든지 발생할 수 있기 때문에 조작자를 위한 현장정보의 획득 수 단을 최대한 마련해 두는 것이 바람직하다. 그 중 한 가지로 생각할 수 있는 것이 햅틱(haptic) 기술이다. 햅틱 기술 의 적용으로 인하여 시각적으로 발생할 수 있는 사각지대에서의 환경정보 획득이 가능해지며 조작 시의 힘 반향을 통하여 보다 직관적인 작업이 가능하여 신속하고 정확한 상황 대처가 가능하다. 따라서 본 논문에서는 카메라 영상 에 의한 시각정보 이외에 현장의 로봇과 주변환경의 접촉에 의해 발생하는 반발력을 조작자에게 힘 반향의 형태로 전달하여 실감형 환경인지가 가능하도록 하는 시스템을 제안하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 조작자에게 다 양한 형태의 힘 반향을 전달할 수 있도록 인체 착용형 로봇인 외골격 로봇을 master 로봇으로 하는 원격 조종장치 로써 개발하였고, 7 자유도를 가지는 특수목적기계의 작업기(arm)를 slave 로봇으로써 원격제어 하여 각종 조작 시의 힘 반향이 조작자에게 전달되도록 제어되고 있음을 확인하였다.