인간-로봇 상호작용을 위한 Gesture표현용 Soft arm 설계

Abstract

- 인간 로봇 상호작용 (HRI. Human Robot Interaction) - 사람을 대상으로 서비스를 제공하는 로봇, 예를 들어 유아를 돌보는 로봇, 놀아주는 로봇에서부터 공부 보조 로봇, 안내 로봇, 경비로봇, 건강 보조로봇, 홍보용 로봇 등 인간 생활에 있어서 직?간접적으로 관여하는 로봇들이 개발되었다. 사람에게 이런 서비스를 제공할 때 로봇에게 필요한 기능이 무엇인지를 정의하고, 그 기능을 수행하기 위해 필요한 로봇의 구조와 센서, 알고리즘, 커뮤니케이션 등의 제반 사항을 연구하는 인간 로봇 상호작용 (HRI. Human Robot Interaction)에 대한 개념이 대두되었다. 이 HRI를 배경으로 개발되는 로봇은 사람과 커뮤니케이션을 형성하여 사람의 요구에 대한 정보를 모으고, 인식, 판단 하여, 사람에게 적절한 모양으로 필요한 서비스를 제공한다. 인간과 로봇 사이의 커뮤니케이션 방법으로 영상장비를 이용한 사람의 인식, 동작감지 센서를 이용한 동작 감지, 음성신호 등을 통하여 사람으로부터 필요한 데이터를 입력을 받는다. 이 입력된 데이터를 바탕으로 로봇의 임무와 이를 위한 시나리오, 로봇 플렛폼이 움직일 동선 등에 대한 판단을 하게 되며, 이를 진행하면서 사람에게 작용한다. - 소프트 암(Soft arm) - 산업 현장에서 작업을 하거나, 정확한 제어를 필요로 하는 로봇이 아닌 사람을 상대로 하는 로봇이기 때문에, HRI에서는 특히 안전에 관한 사항을 강조하고 있다. 프로그램의 오류나 구동기의 오동작이 있더라도 로봇 팔의 강성이나, 구동기로 인하여 사람과 로봇 양자에게 해를 입히지 않아야 하는 조건이 필수적으로 따르게 된다. 이를 위해서 사람과 로봇과의 접촉과 충돌시에 사람과 로봇 양자에게 충격을 주지 않는 메커니즘과 알고리즘이 개발되고 있는데, 압축성이 있는 공압 실린더나 백드라이브(Back drive)가 가능한 액츄에이터를 이용한 구동적인 방법, 카메라, 센서를 이용한 방법, 프로그램적인 방법 등으로 외부 충격에 대응하는 방법 등이 연구되고 있다. 본 연구에서는 스프링 메커니즘과 와이어 및 백본을 이용한 소프트암의 설계에 대하여 논하고자 한다.; In the field where the man and the robot coexist, the concept of HRI(Human Robot Interaction) was developed. Since a robot for human, it may give a familiar impression to the human by making facial expression or some gesture as well as a proper service. Add this, HRI emphasizes especially safety in case of crash between human and robot. So a robot must have a solution about this. And till now many researches are pursued for this. In the background of this HRI(Human Robot Interaction), this research is pursued. Not only providing information that is necessary to the human, but also expressing the human gesture and motion of guidance and greeting, we are able to approach the purpose of HRI. Different from common robot, the purpose of this research is to imitate a human gesture by a robot arm. Especially, since HRI considers the safety first, robot must have the soft arm structure that can absorb the shock or impact when contacting to the human body. As the solution of this, this research suggests a new design for the soft arm mechanism that consist of spring, wire, and flexible backbone. And using this soft arm mechanism, this research will realize some human gesture.