2족 보행로봇 체험… ZMP e-nuvo 시리즈
일본 로봇벤처기업 ZMP의 nuvo 시리즈가 한국에 상륙했다. 그동안 전시형태로만 만날 수 있었던 이 로봇을 반도체/FPD
반송로봇 전문기업 (주)티이에스를 통해 구입할 수 있게 된 것이다.
로봇 엔지니어 육성을 위한 트레이닝 프로그램으로 적합하다는 판단 하에 총판매원의 역할을 담당하게 된 (주)티이에스가 본지에 ‘ZMP e-nuvo 시리즈’의 특·장점을 소개했다. <편집자 주>
‘ZMP e-nuvo 시리즈’… (주)티이에스 통해 국내시판 돌입
지난 2월 15일 코리아나 호텔에서 (주)티이에스의 주최로 ‘로봇 엔지니어 전문교육용 로봇제품 소개 세미나’가 진행되었다.
이 행사에는 일본 ZMP 본사에서도 함께하여 제품을 소개했으며, e-nuvo & nuvo의 동작시연도 준비되어 참석한 이들의 호응을 얻어냈다. 이를 통해 e-nuvo 공학교육 커리큘럼과 2족 보행로봇 교재, e-nuvo의 콘셉트, 시스템 등에 대한 높은 관심 속에서 국내시판의 스타트를 끊었다.
로봇교육 프로그램으로 최적, e-nuvo
로봇은 기계공학, 전기·전자공학, 제어공학, 정보공학 등 폭넓은 공학분야를 망라하고 있고, 엔지니어로서 필요한 공학기초를 실습하는데 최적의 소재다.
따라서 ‘ZMP e-nuvo 시리즈’는 학생이 강한 흥미를 느끼는 2족 보행로봇을 최종 목표로 하여 BASIC, ARM, WHEEL, WALK 등 4가지 타입의 로봇을 통하여 엔지니어의 기초 기술을 몸에 익히게 하였다. 또한 최선단의 로봇만이 아니고 커리큘럼 편성에 실천적인 교과서를 다수 준비하고 있어 수업에 바로 활용이 가능하다.
이미 2004년부터 2족 보행로봇 교재로서 선행 발매된 e-nuvo WALK(구 : e-nuvo ver.2.5) 및 e-nuvo BASIC(구 : 해봅시다 KIT)는 국내외 대학, 공업고등전문학교, 공업고교, 기업연수 등에 폭넓게 채용되어 왔다.
또한 실제로 이용해본 이들로부터 피드백 받아 이를 기초로 새로운 로봇을 개발함과 동시에 커리큘럼 교과서도 충실하게 만들어 종합적인 공학실습고재 ‘ZMP e-nuvo 시리즈’를 발표한 것이다. 각각 독립된 교재이므로 기초에서 스텝에 따른 커리큘럼 편성뿐만 아니라 필요한 포인트만 선택한 수업도 가능하다는 특징이 있다.
·Motor Control
로봇을 운용함에 있어, DC 모터를 목표 각도에 따르게 하기 위해서는 현재의 각도에 대하여 모터의 회전방향, 전압 등을 상세하게 제어할 필요가 있다. 커리큘럼에서는 AD 변환, PID 제어, PWM, H-Bridge 등을 해설한다.
·Embedded Programing
통상의 전자기기에 내부에 탑재되는 CPU 등을 Embedded System이라고 부른다. e-nuvo WALK의 경우 고속 처리가 필요한 모터 제어에는 Embedded System을 사용하고 모션 등 상위처리는 PC에서 행한다.
·Modern Control Theory
고전 제어에서는 다루기 어려운 시스템을 운동방정식 등의 모델을 활용하여 제어하는 방법이 필요하다. e-nuvo WHEEL은 차륜의 회전과 자세를 동시에 제어할 필요가 있어 종래의 PID 제어에서는 어렵다.
·MATLAB/Simulink
The MathWorks사의 제어시스템 설계지원 소프트를 활용, 운동해석과 시뮬레이션을 용이하게 할 수 있도록 지원한다.
·ZMP(Zero Moment Point)
2족 보행의 안전성을 해석하는데 큰 포인트. ZMP가 발바닥 접지면의 외형 내에 있을 때에도 로봇은 전도하지 않고 보행 가능하다. ZMP社 사명의 유래이기도 하다.
日 로봇교육자들에게 극찬받은 e-nuvo
·일본공업대학 기계공학과
휴머노이드 로봇 공방에서는 e-nuvo를 35대 도입하고 수업에서 메카트로닉스 관련 수업을 중심으로 사용하고 있는 일본공업대학 기계공학과는 특히, 갓 입학한 1년차부터 ‘학생 1인당 1대’의 수업을 실시하고 전원이 2족 보행로봇을 체험할 수 있게 커리큘럼을 짜고 있는 것이 특징이다.
이들은 저학년부터 관련 분야의 응용기술을 접할 수 있어서 흥미를 불러일으키고 메카트로닉스만이 아닌 그 응용기술을 떠받치는 기초과목과 교양과목의 필요성과 중요성을 인식시키는 것이 가능하다는 점에 높은 점수를 주고 있다. ZMP사는 기술적인 Backbone이 확실하고 메인터넌스와 버전업도 확실히 대응 가능하므로 안심하고 사용할 수 있다고 강조한다.
·나고야대학 대학원 공학연구과 기계이공학 전공
나고야대학의 “집적 기공학 강좌”에서는 진동자 모델에 따른 보행로봇의 제어법을 구축하는 것을 목적으로 다각 보행로봇을 사용한 실험을 하고 있다. 2족 보행로봇 이론의 확장을 목표로 e-nuvo를 채용했다.
·사이버넷 시스템 주식회사
2족 보행로봇의 모델 베이스 개발 사례로써 MATLAB/ Simulink에서 제어대상(e-nuvo)의 물리모델을 구축하고 제어계의 평가검증을 하고 있다.
기구계는 SimMechnics, DC 모터 등의 전기계는 SimPowerSystems, Motor 제어기는 Simulink를 사용하여 모델링을 함으로써 Simulink 상에서 e-nuvo의 역학성을 평가할 수 있다.
또한 SILS(Software in the Loop Simulation) 환경에서 평가된 모터 제어기는 C코드의 자동생성 기능에 의해 e-nuvo의 모터 드라이버에 그대로 적용이 가능하다.
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