시작하며
환경을 자율적으로 인지하고 주행하는 모바일 로봇은 지능형 로봇의 대표적인 연구 테마이자 상품이다. 현재 판매 중인 모바일 로봇들은 저가의 완구용 로봇, 경기용 로봇부터 고가/고성능의 서비스 로봇, 연구용 모바일 플랫폼까지 다양하다.
로봇 전문기업인 (주)NT 리서치에서 2005년부터 판매중인 DR(Digital Robot) 시리즈는 가격과 성능 면에서 이러한 모바일 로봇들의 중간급에 해당하며, 완성품으로는 DR 시리즈와 같은 중급 모바일 로봇에 주력하고 있다.
동사는 무게가 30Kg 이상인 탐사용 모바일 로봇도 개발한 바 있지만, 고성능/고가의 모바일 로봇은 완성품보다는 차대 모듈, 센서 모듈 등과 같이 부품화 하여 상용화하는 것이 시장 형성에 적합하다고 판단하고 있다.
이번 내용에서는 NT 리서치의 대표적인 소형 모바일 로봇인 DR12의 주요 기능을 알아보고, 향후의 개발 방향을 점검하기로 한다.
DR12의 외형
DR 시리즈 중에서 가장 호평을 받고 있는 DR12는 높이가 130mm, 크기가 160×210mm, 무게가 2.5kg이다.
마이크로 로봇이나 축구 로봇으로는 부족함을 느끼고, 실시간 OS를 탑재한 연구용 모바일 플랫폼은 부담스러운 교육 시장과 R&D 시장을 위해 개발되었다.
KTX를 연상시키는 은빛 몸체를 가지고 있으며, 앞면에 칼라 도트 매트릭스와 액티브 초음파 센서가 자리 잡고 있다.
<그림 2>는 DR12를 위에서 본 모습으로 각부 명칭, <그림 3>은 뒤에서 본 모습으로 커넥터 구성을 보여준다.
액티브 초음파 센서(초음파 스캐너)
DR12에서 먼저 눈에 띄는 것이 본체 아래 부분에 있는 액티브 초음파 센서 2쌍이다.
이 초음파 센서는 서보 모터를 이용하여 좌우로 회전하면서 장애물을 능동적으로 센싱할 수 있다. 보통 모바일 로봇이 본체 주위에 초음파 센서를 고정 배치시켜 놓은 것과 대조적이다.
초음파 센서가 좌우로 회전하면서 환경을 인식하기 때문에 센서 2쌍으로도 전방 장애물을 발견하는데 어려움이 없다. 이러한 액티브 센싱 방식의 장점은 초음파 센서의 개수를 줄일 수 있다는 점 이외에도 센서 스캐닝을 통하여 장애물의 형상을 알아낼 수 있다는 점이다.
장애물 형상에 대한 사전 정보가 있다면 장애물의 종류를 식별하여 경로 계획에 반영할 수 있다. DR12의 경우, 초음파 센서의 최대 감지 거리는 3m이며, 분해능은 30mm이다. 초기 설정으로 장애물이 200mm의 반경 내에 들어오면 장애물 회피 패턴을 결정하도록 되어 있다.
휴먼 인터페이스용 적외선 센서
모바일 로봇에서 적외선 센서는 거리 계측이나 장애물 인식을 위해 사용된다. 그러나 DR12에서는 휴먼 인터페이스 용도로 사용되고 있다. 예를 들어, 자율주행 중인 DR12의 이동 방향을 수시로 변경하고자 할 때 리모컨을 이용할 수도 있지만, 이러한 휴먼 인터페이스용 적외선 센서를 사용할 수 있다.
<그림 5>에서 적외선 센서는 DR12의 윗면에 동서남북으로 4개가 배치되어 있다. 4개의 적외선 센서 중 어느 한 곳으로 손이 다가가면 적외선 센서가 손과의 거리를 감지하여 DR12의 이동 방향을 바꾼다.
적외선 센서의 최대 센싱 거리는 800mm, 분해능은 30mm이다. 이러한 휴먼 인터페이스용 적외선 센서는 이동 방향의 변경뿐 아니라, 사람의 의도를 직관적으로 DR12에 전달하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 4개의 적외선 센서를 순차적으로 차단하여 DR12에게 명령을 전달하는 수화 모드로 사용할 수 있다.
감성 표현을 위한 칼라 도트 매트릭스
DR12의 경사면에 붙어 있는 컬러 도트 매트릭스는 가로 16개, 세로 16개로 구성되어 있으며, 4가지 칼라(Red, Green, Amber, Black)로 다양한 그래픽 표현을 할 수 있다.
예를 들어, 액티브 초음파 센서의 좌우 회전과 동시에 칼라 도트 매트릭스 상의 그래픽 이모티콘을 상하좌우로 움직인다거나, 장애물과 일정 거리 이상 가까워지면 이모티콘을 찡그린다거나, 센서 출력을 막대그래프로 실시간 표시한다거나 하는 식이다.
이러한 그래픽 출력 기능은 사용자가 PC 상에서 간단히 프로그램한 후 DR12에 다운로드하여 사용할 수 있다.
DR12의 제어
DR12는 전용 리모컨이나 LCD 창에서 간단히 조작할 수 있지만 부속 소프트웨어를 사용하면 좀 더 상세한 제어가 가능하다.
사용자가 PC에서 기본 프로그램을 수정한 후 다운로드해주면 DR12의 기본 기능을 변경하거나 추가할 수 있고, NT 리서치에서는 사용자가 교육 목적으로 사용할 경우, 주요 기능의 예제 코드를 제공하고 있다.
그리고 DR12와 호환되는 (주)큐빅테크의 로봇 시뮬레이터를 이용하면 PC에서 DR12를 시뮬레이션하거나 제어할 수 있다. 이 시뮬레이터를 이용하면 사용자가 원하는 모바일 로봇을 가상공간에서 만들 수 있는데, 각종 로봇 부품을 생성하거나 연결할 수 있으며, 예제 코드를 수정하여 DR12 동작 전에 시뮬레이션 할 수 있다.
신 모델의 주요 기능
금년 상반기 중에 출시될 신 모델의 주요 기능을 알아보았다.
DR12가 마이컴을 이용한 교육용으로 개발된 데 비해, 새로 선보일 DR20는 임베디드 시스템을 갖춘 연구용(개발자용) 모바일 로봇이다.
DR20는
DR12의 후속 모델이라기보다는 새로운 개념의 모바일 로봇으로서 다음과 같은 기능을 가지게 될 것이다.
- 처리 능력 향상을 위해 임베디드 OS 기반의 메인 보드 채용.
- 이동 기능 향상을 위해 전방향(Omni directional) 구동 방식 채용.
- 고도의 환경 인식을 위해 DSP(D-igital Signal Processor)가 탑재된 로봇 비전 채용.
- 직관적인 휴먼 인터페이스를 위해 리모컨 기능을 뛰어넘는 지능형 단말기 채용.
- 사용자가 직접 모바일 로봇에 고도의 지능(학습 제어, 군(群) 제어 등)을 부여할 수 있도록 범용적인 프로그래밍 환경 제공.
최근에 서비스 로봇 기술의 발달로 국내에서도 다양한 모바일 로봇들이 개발되고 있지만, 모바일 플랫폼으로 선뜻 사용할만한 범용적인 제품은 별로 없는 실정이다. 이런 면에서 NT 리서치의 신 모델 출시를 기대해볼만하다.
(주)NT 리서치
www.ntresearch.net
(주)NT 리서치 연혁
로보틱스와 메카트로닉스 전문기업으로서 지능형 로보틱스, 메카트로닉스 장비를 비롯하여 나노 매니퓰레이터, 나노 팩토리(나노생산 시스템), 마이크로-나노 매니퓰레이션 시스템 등의 마이크로-나노 로보틱스를 개발·생산하고 있다.
동사는 ‘움직이는 기계를 설계하고 제어’하는 R&D 과정을 통하여 지능화, 마이크로-나노화(초정밀화), 고속화의 신기술(NT; New Technology)을 상용화하는데 집중하며, 국내에서는 아직 미약한 나노로봇 분야를 개척하고 있다.
최근 로봇과 메카트로닉스에 대한 관심이 높아지며 (주)NT 리서치 역시 업계의 주목을 한 몸에 받으며 성장하고 있다.
- 연혁 -
1984. 10. 유신정밀 설립(사장 김동혁)
1989. 03. 반도체 핸들러 해외 첫 수출
1993. 반도체 Power Package용 핸들러 상용화
1994. 02. (주)우신기전으로 법인 전환(대표이사 김동혁)
1997. 크리스탈(수정진동자)용 핸들러 상용화
2000. 03. 일본 STK Technology사와 협력 제휴
2002. 07. (주)우신기전 연구소 설립
2002. 10. KEC-M의 소신호용 반도체 핸들러 모델 인수
2003. 10. 차세대 로봇, 마이크로-나노 솔루션 사업 시작
2004. 01. (주) NT 리서치로 재창업(대표이사 김경환)
2004. 05. (주) NT 리서치 부설 연구소 설립
2004. 10. 산업자원부 성장동력사업 ‘지능형 로봇’ 분야 참여 기업
2005. 10. 대한민국기술대전 산업자원부 장관상 수상. ‘시각지능 방식 정밀 가공로봇’
2005. 11. 정밀기술진흥대회 산업자원부 장관상 수상, ‘CNC용 정밀 지능 로봇’
2006. 11. NT 리서치 회사 이전
