Transcript 이족 로봇
이족 로봇 이성제 이은규 목차 서론 – 로봇이란? 본론 – 이족로봇의 역사 – 나라별 이족 로봇 – 이족로봇의 제어원리 결론 – 이족로봇의 전망 서론 로봇이란? – 인간의 행동이나 작업 등을 자동적으로 할 수 있게 만든 기계장치, 인조 인간, 자동적 으로 일하는 기계 본론-이족로봇의 역사 18세기 유럽에서는 태엽을 이용해 글을 쓰고 체스를 두는 움직임 을 보이는 ‘자동인형’(Automaton)이 등장하기 시작. 1907년 인간을 닮고 스스로 움직이는 로봇을 향한 인간의 상상력 이 <오즈의 마법사> 시리즈 2편에서 기계인간 틱톡을 등장시킴. 1921년 체코의 극작가 카렐 차펙이 그의 희곡 <R.U.R>에서 인간 을 닮은 기계를 묘사하기 위해 ‘robot' 단어를 사용함. 1941년 SF작가 아이작 아시모프가 그의 소설 <속임수 (RUNAROUND)>에서 로봇과 인간이 평화롭게 공존하는 세상을 위해 로봇이 지켜야할 로봇3원칙을 제시함. 1961년 미국의 데볼과 엥겔버거가 만든 최초의 로봇 회사인 유니 메이트가 산업용 로봇팔을 개발. 이 로봇팔은 일년 뒤 GM 생산라 인에 투입됨. 1963년 일본에서 ‘철완 아톰’의 첫 편이 방영됨. 아톰은 이후 일 본이 이족 보행 휴머노이드 로봇을 연구하는 데에 지대한 영향을 끼침. 이족로봇의 역사(2) 1973년 두다리로 걷 는 ‘와봇1‘ 로봇제작 1986년 ‘아톰을 만들 어라’라는 지시 아래 혼다사에서 이족 보 행 휴머노이드 개발 을 시작함. 1997년 최초의 인간 형 직립 보행 로봇 ‘P2'탄생 이족로봇의 역사(3) 2001년 인간형 로봇 의 결정체 ‘아시모’ 탄생 2003년 혼다사의 이 족 보행 휴머노이드 프로젝트의 완성형인 ASIMO(아시모)가 공 개됨. KRH-2를 만 듬 이족로봇의 역사(4) 2004년 12월 KAIST 오준호 박사팀의 이 족 보행 휴머노이드 ‘HUBO(휴보)’가 공 개됨. 나라별 이족 로봇(일본) 일본의 대표로봇 아시모 – 눈: 두 개의 시시디 카메라, 한꺼번 에 움직임 – 배터리: 몸 밖에 배낭처럼 짊었음 한번에30분 (신형1시간) – 몸체:마그네슘 합 금 – 손가락: 다섯 개의 손가락이지만 한꺼번에 움직임 – 관절모터:무릎,발목,팔목,손목에 합쳐서 26개장착 – 보행 속도:1.6km(신형 2.5km) – 주행 속도:신형 6km 나라별 이족 로봇(일본)(2) 나라별 이족로봇(한국) 한국의 대표로봇 휴보 – – – – 눈: 두 개의 시시디 카메라이며 따로움직임 배터리: 가슴 안에 있어 한번에 90분씩 쓴다. 몸체: 폴리에틸렌 손가락: 다섯 개가 따로 움직인다. 가위바위보 를 할 수 있다. – 관절모터:무릎,발목,팔목,손목,허리에 합쳐41 개나 장착 – 보행 속도:1.25km – 주행 속도:뛰지 못한다. 계단을 못 오르내린다. 나라별 이족로봇(미국) 미국의 로봇 덱스터 – – – – – 신장 : 135cm 몸무게 : 55kg 보행 속도 : 0.5km 모터 구동이 아닌 유압식 근육처럼 공기압을 이용한 방식은 부드럽지 만 상당히 부정확하다. – 공을 던지고 받을 수 있다. 나라별 이족로봇(미국)(2) 이족로봇의 제어원리 보행 로봇의 안정화된 보행을 실현하기 위한 조건 – 바닥이 고르지 못해도 쓰러지지 않는다. – 외력이 가해지는 경우에도 쓰러지지 않는다. – 계단과 경사면을 안정되게 보행 할 수 있다. 이족로봇의 제어원리 지면 반력 제어 : 지면의 요철을 흡 수하여 버티어 서는 제어. 목표 ZMP 제어 : 상체를 쓰러질 것 같은 방향에 가속시켜 자세를 유지 하는 제어 착지 위치 제어 : 목표 ZMP 제어에 의하여생긴 상체의 오차를 보폭에 의하여 조정하는 제어 ＊ZMP = Zero Moment Point, 총 관 성력의 모멘트(moment)가 0인 점 이족로봇의 제어원리 3개의 자세제어의 구조 – 로봇이 이상적인 보행을 하고 있는 때에는 목표 총 관성력과 실제의 지 면반력의 축은 일치하게 됨 – 로봇이 지면의 요철등을 밟은 경우 에 목표 총 관성력과 실제의 지면반 력의 축이 일치하지 않으며 전도력 이 발생하게 되며 이 전도력은 목표 ZMP와 실제 지면반력 작용점의 오 차에 비례함. 즉, 목표 ZMP와 실제 의 지면반력 작용점이 벗어나는 경 우 로봇이 밸런스를 잃게 되는 것이 다. – Honda의 로봇은, 밸런스를 잃고 쓰 러질 것 같은 경우, 아래의 3개의 제 어를 이용하여 밸런스를 유지하게 된다. 이족로봇의 제어원리 지면반력 제어 – 지면반력 제어는, 바닥의 요철을 흡수하면서 로봇의 밸런스를 유 지하는 제어이다. – 로봇이 발끝으로 돌을 밟은 경우 실제의 지면반력은 발끝에 적용 된다. 이 때에 지면반력 제어는 발끝을 들어올려 실제의 지면반 력 작용점을 목표 ZMP로 이동시 키는 복원 작업을 행하여 어느정 도 까 지는 로봇의 안정된 자세를 유지할 수 있다. 이족로봇의 제어원리 목표 ZMP 제어 – 로봇이 크게 기울어진 경우 로봇의 상체를 보행 패턴보 다 더 앞쪽으로 가속시켜, ] 목표 ZMP가 실제의 지면반 력 작용점 보다 뒤쪽으 로 이동시켜 로봇의 자세를 유 지하게 된다. 이족로봇의 제어원리 착지 위치 제어 – 목표 ZMP 제어가 적용되면 목표 하고 있던 상체의 위 치 가 가속한 방향으로 오차를 갖게 되는데, 이러한 경우 보 폭을 적절하게 수정하여 상체 와 다리의 위치관계를 보정하 게 된다. 이족로봇의 제어원리 i-Walk (Intelligent Realtime Flexible Walking) – i-WALK 기술이란, 종래의 P3 까지의 로봇과 같이 선회등의 움직임을 기억되어 있는 보행 패턴의 조합과 합성으로 동작 하는 것과는 달리 예측 운동 제어를 부가하여 보다 자유로 운 보행을 실현하기 위한 기술 이다. 결론 이족로봇의 전망 – 인간형 보행로봇은 다양한 분야에 걸쳐 활용될 것 으로 생각됨 – 로봇은 많은 센서들로부터 얻은 정보를 가지고 행 동을 변화시키기 위하여 추론하고 학습할 수 있다 는점에서 인간과 아주 근접되도록 지능을 가짐 – 로봇 스스로 학습할 수 있는 기능까지 부가시켜발 전되어질 수 있는 무한한 가능성이 있음 결론