자료 : 한국과학기술정보연구원 전문연구위원 장대석
인간 사회활동 영역이 변화함에 따라 그 환경 또한 동적으로 변하고 있다.
이러한 생활환경에서 인간활동을 도와주는 작업을 수행하는 로봇을 실현하기 위해서는 로봇 자체의 기능뿐만 아니라 주위환경에 센서 네트워크, 다양한 정보를 수용한 데이터베이스를 배치하여 로봇을 지원하는 장치가 필요하다.
그리고 그와 같은 장치가 바로 작업환경의 정보구조화 기술인 것이다.
본 내용에서는 이에 필요한 기술인 네트워크 로봇기술과 로봇작업환경의 정보구조화 기술개발 동향을 살펴보았다.
1. 서론
인간의 사회활동에 의한 물체의 이동으로 환경은 동적으로 변한다.
로봇에 탑재할 수 있는 센서와 컴퓨터의 처리능력은 제한되어 있고 센서정보는 로봇 자체의 운동과 영향을 받으므로 로봇 자체의 기능만으로 다양한 상황에 따른 환경을 인식하기가 어렵다.
이에 따라 환경응용 분산센서, RFID(Radio Frequency Identification), 네트워크 등의 정보통신 기술에 의해 이 문제를 해결할 수 있는 가능성이 높아지고 있다.
모델 기반의 로봇기술, 환경정보 구조화기술 등에 의해 이를 실현하고 있다.
로봇 작업환경의 정보구조화로는 환경지능화, 실제세계의 정보 데이터베이스화 기술 등을 들 수 있다.
네트워크 로봇 기술은 로봇을 위한 작업환경의 정보구조화에 필요한 기술이라 할 수 있다. 본 내용에서는 로봇작업환경의 정보구조화 기술개발 동향을 고찰한다.
2. 일본의 연구개발 동향
가. 정부의 관련 프로젝트
＊차세대 로봇 제휴군 : 로봇에 관한 다양한 연구개발 프로젝트의 중복을 피하기 위해 일본 종합과학기술회의 산하에 과학기술 제휴시책군 차세대 로봇 제휴군을 설치했다.
2005∼2007년(3년간)에 추진되는 연구개발 과제는 로봇이 동작하기 쉽도록 환경 측에 센서와 정보를 수용한 정보구조화 공동 플랫폼을 개발하는 것이다.
＊자율이동 지원 프로젝트 : 일본 국토교통성이 특구 수준의 광역 환경의 정보구조화를 위한 자율이동 지원 프로젝트를 추진하고 있다.
이 시스템을 이용하여 사람과 물체의 이동경로, 교통수단, 목적지 등의 정보를 얻을 수 있다.
나. 네트워크 로봇 기술
일본 총무성에서는 ‘네트워크·휴먼 인터페이스의 종합적 연구개발’ 과제를 통해 네트워크 로봇의 연구개발을 추진하고 있다. 사람과 컴퓨터와의 커뮤니케이션 인터페이스가 로봇의 주요 역할로 되어 있다.
다. 학회 및 협회의 연구동향
일본 학회 및 협회에서는 네트워크 로봇, 환경의 정보구조화, 공간지능화 등의 관점에서 연구자들이 모여 연구회를 조직해 활동하고 있다. 관련 학회로는 전자정보통신학회, 계측자동제어학회, 일본로봇학회 등을 들 수 있다.
3. 로봇 특구: Kyushu(九州)의 북부지역
일본 Kyushu의 북부지역에는 산업용 로봇의 대기업과 벤처기업, 기계가공 및 부품산업, 컴퓨터 게임 등 소프트웨어 산업체 등이 집적되어 있다.
각 자치단체에서는 이 업체를 기반으로 차세대 로봇산업에 대한 기대가 크다.
2003년 11월에 ‘로봇개발·실증실험 특구’가 설치되었으며, 도로교통 법규상의 절차를 원활하게 수행하고 있다.
차세대 로봇의 연구개발 과정에서 산학협동을 위해 ‘로봇산업진흥회의’를 설립하여 운영하고 있다.
정보 제공, 산업화 추진, 연구개발, 로봇과 사람과의 융합기회 제공에 의해 사회활동을 지원하고 있다.
4. 로봇 타운 프로젝트(robot town project)
일상생활 환경에서 작업을 돕는 서비스 로봇을 실현하기 위해서는 환경 측에 센서 네트워크와 다양한 정보를 이용하여 로봇을 지원하는 장치가 필요하다.
이 장치를 환경 정보구조화라 정의하고 ‘로봇 타운 프로젝트’라 부르며 이 플랫폼을 개발하고 있다.
로봇 타운의 기능은 환경의 관점, 로봇의 관점, 로봇 타운 정보시스템, 로봇과 공생(共生)하는 인간 등의 측면에서 다양하다.
사람의 일상생활 환경 속에 분산 배치된 다수의 센서로부터 얻은 정보는 TMS(Town Manage-ment System)라는 정보관리기구가 정보를 관리하고 로봇에 제공한다.
로봇은 TMS에 접속되고 사람과 로봇의 위치, 지도정보 등 작업에 필요한 기본적 환경정보를 얻는다.
상세한 사항을 다음과 같이 정리한다.
① 분산 비전 시스템
국내외에 있는 사람과 로봇의 위치와 운동방향을 실시간으로 측정하기 위한 비전 시스템이다.
배경차분법(背景差分法)을 기반으로 하고 조경변화에 대응하며, 배경영상을 축차학습(逐次學習)하고 갱신하는 기능을 부여한 것을 이용하고 있다.
② RFID 태그
옥외의 지면(地面)에 RFID 태그를 부착한다.
또한 로봇이 취급하는 일상 생활용품, 가구류 등에도 필요에 따라 RFID 태그를 부착한다.
③ 타운 매니지먼트 시스템(TMS)
환경 내 정보관리 시스템인 TMS는 센서 네트워크에서 얻은 정보를 통합, 정리, 기록갱신 등을 실시하고, 상황에 따라 적절한 표현, 상세한 환경정보 제공 등을 실시한다.
④ 연구개발 플랫폼
실험주택 내에 센서노드와 카메라를 다수 배치하고 RFID 태그 4,000개를 분산 배치하였다.
또한 옥외 인접지역에 5개의 카메라 홀을 설치하고 지면에 RFID 태그를 다수 배치하였다.
이로써 환경 정보구조화 플랫폼이 구축된 것이다.
⑤ 로봇 타운(robot town)의 미래
진정한 의미의 ‘로봇 타운’은 아직 미완성 단계에 있으며 지속적인 연구개발이 필요하다.
2008∼2012년까지 5년간 경제 산업성에서는 로봇 자동화 프로젝트를 통해 기술적 측면뿐만 아니라 사회적 측면의 연구개발이 이뤄지기를 기대한다.
5. 결론
인간과 공존하면서 실제로 작업을 통해 사회에 공헌하는 로봇을 실현하기 위해 환경 정보구조화 기술은 가장 유력한 접근방식이다.
이 환경정보구조화의 기술적 배경과 관련 기술개발 동향을 고찰하고 구체적 프로젝트로 로봇 타운 프로젝트를 소개하였다.
6. 전문가 제언
공공장소 또는 주택 내에서 인간의 활동을 도와주는 로봇은 직접적인 작업 대상뿐만 아니라 주위환경을 정확하게 인식할 필요가 있다.
그러나 주위환경은 시간에 따라 변화한다.
이에 따라 주위환경에 다수의 분산센서와 RFID 태그를 설치하고 네트워크로 연결함으로써 주위환경 내 모든 사람과 물체에 관한 정보를 수집할 수 있는 환경의 정보구조화 기술이 개발되고 있다.
이와 같은 환경의 정보구조화 기술을 이용함으로써 인간사회 공생형 지능 로봇의 실현을 위한 연구개발이 더욱 가속화되고 있다.
지능 로봇의 실현을 위한 기술로는 작업 대상을 포함한 환경을 컴퓨터 내에 모델화하고 이 모델을 기반으로 동작계획, 상황인식, 센서기능을 자율적으로 실현하는 기술이 있다.
본 내용에서는 로봇 작업환경의 정보구조화 기술개발 동향을 고찰하였다.
일상 생활환경에서 사람의 활동을 도와주는 작업을 수행하는 로봇을 실현하기 위해서는 로봇 자체의 기능뿐만 아니라 주위환경에 센서 네트워크, 다양한 정보 등을 수용한 데이터베이스 등을 배치하고 로봇을 지원하는 장치가 필요하다.
이와 같은 장치가 작업환경의 정보구조화 기술인 것이다.
이에 필요한 기술이 네트워크 로봇 기술이며, 이 기술의 연구개발 동향, 로봇 특구 사례, 로봇 타운 프로젝트 등을 고찰하였다.
일본에서는 2005∼2007년까지 3년간 정보구조화 공동플랫폼 개발 프로젝트를 수행하였으며, 2008∼2012년까지 5년간 계획으로 로봇 지능화 프로젝트를 수행하고 있다.
우리나라 지식경제부에서도 로봇산업의 진흥을 위한 정책을 추진하고 있다.
이에 따라 우리나라 로봇 기술의 연구개발이 한층 가속화되고 있음을 볼 수 있다.
