촉각 센서를 이용한 물리적인 사람 : 로봇 정보전달 인터페이스 개발 = Development of Physical Human-Robot Interaction Interface Using Tactile Sensor

국문 초록 (Abstract)

로봇의 기계적, 기능적 발전으로 인해 기존 산업용으로만 쓰였던 로봇은 점차 가정, 사무실 등 다양한 분야로 확장되고 있다. 또한 로봇의 안정성 및 신뢰성이 높아짐에 따라 사람과 로봇이 같은 작업 환경에서 임무를 수행할 수 있게 되었다. 이러한 환경이 구성되면서 HRI(Human-Robot Interaction) 기술에 대한 관심도가 높아지고 있다. PHRI(Physical Human-Robot Interaction)은 HRI 기술 분야 중 하나로 사람과 로봇의 물리적인 상호 정보 전달을 위한 기술 개발 및 연구를 하는 학문이다. PHRI 학문은 크게 물리적인 상호작용을 위해 시스템을 개발하는 분야와 물리적 센서를 개발하는 분야로 나뉜다. 그러나 이 두 분야의 연구가 개별적으로 진행되어 학문적 성과를 크게 내지 못하고 있는 상황이다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위해 촉각 센서 중 하나인 터치 센서를 이용하여 사람과 로봇이 물리적 정보 전달을 할 수 있는 인터페이스 시스템을 개발하였다. 본 시스템을 통해 물리적인 정보를 획득할 수 있으며, 이를 적절히 가공하여 다른 시스템에 획득한 정보를 전달하게 된다. 또한 시스템을 개발자가 쉽게 입력 정보를 얻기 위해 인터페이
스 시스템에 API(Application Program Interface)를 정의하고 구현하였다. 본 논문에서 제안한 인터페이스 시스템의 검증을 위해 모바일 로봇의 원격 제어 시스템을 구성하고 인터페이스로 하여금 물리적 정보 획득이 가능하도록 하였다. 실험 결과 터치 센서로부터 입력된 정보가 알맞게 가공되어 로봇 제어기로 전달되고, 모바일 로봇이 사용자가 원하는 동작을 수행함을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Robot has been expended from industry to home and office according to mechanically and functionally advancement of robotics. Also improvement of safety and reliability of robotics allows robot can works with human in same environment. In this
situation, HRI(Human-Robot Interaction) technology is issued and got spotlight. PHRI(Physical Human-Robot Interaction) is a sub technology of HRI and has studying how to interact between human and robot using physical sensors, what is the best design of robotic system for physical human-robot interaction. PHRI is divided into two parts. One is research for physical sensors, and the other is system design for PHRI. However, both parts have not tried to combine sensor and system except some special cases. On this situation, academic results are not anticipated without combining two parts. In this paper, interface system that can interact with human using tactile sensor is proposed to resolve the problem. Through proposed system, getting physical information from touch sensor is possible. Acquired information is processed to generate input vector for providing it to a user or developer, system designer. Proposed interface system also provides API(Application Program Interface)s to supply their own system.To validate proposed system, remote control system for mobile robot is constructed
and used. Remote control system acquires input data which is made by proposed system using touch panel. As the experiment result, input data is well-generated through input vector generation module in proposed system and is transmitted to remote control
system to drive mobile robot. Finally, mobile robot drives to specific direction depending on input vector.

목차 (Table of Contents)

• 요 약
• 제 1 장 서 론
• 1.1 연구 배경
• 1.2 연구의 방향 및 구성
• 제 2 장 사람과 로봇의 물리적인 상호 정보 전달
• 2.1 소개
• 2.2 관련 연구
• 2.3 문제점 분석
• 2.4 터치 패널 기반 인터페이스 시스템
• 2.4.1 터치 센서 시스템
• 2.4.2 인터페이스 모듈
• 2.4.2.1 Dynamic Link Library
• 2.4.2.2 인터페이스 모듈 접근
• 2.4.3 블랙박스
• 2.4.3.1 객체 지향 프로그래밍(Object-Oriented Programming)
• 2.4.3.2 시리얼 통신 모듈
• 2.4.3.3 입력 패턴 생성 모듈
• 2.4.3.4 데이터 처리 모듈
• 2.5 실험 및 결과
• 제 3 장 인터페이스 시스템 응용
• 3.1 소개
• 3.2 모바일 로봇 시스템에의 적용
• 3.2.1 응용 개요
• 3.2.2 모바일 로봇의 모델링
• 3.2.3 실험 및 결과
• 제 4 장 결론 및 고찰
• 영문요약
• 참고문헌