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보고서 상세정보

Network 기반 공공도우미 로봇 개발
A Study on the Development of Network Based Public Robot Companion

  • 사업명

    IT전략기술개발(기금)

  • 과제명

    Network 기반 공공도우미 로봇 개발

  • 주관연구기관

    한국지능로봇산업협회

  • 연구책임자

    홍영기

  • 참여연구자

    서홍태   박기철   권용관   정원민  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2007-03

  • 과제시작년도

    2005

  • 주관부처

    정보통신부

  • 사업 관리 기관

    정보통신연구진흥원
    Institute for Information Technology Advancement

  • 등록번호

    TRKO201000015607

  • 과제고유번호

    1440002322

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    2. Objective and importance of research and development 1) Objective Development of the service robot, provides the service which...

    2. Objective and importance of research and development 1) Objective Development of the service robot, provides the service which is various as many as of 2 types form which is discriminated - Market research for service concept investigation of service robot: Reflection of the consumer demand fact in the development - Development of the 2 types human being friendship robot platform, complement each other for a wide area and many people


    가. 공공기관에서 가능한 다양한 서비스를 제공하는 차별화된 2가지 형태의 도우미로봇 개발
    ○ 시장조사를 통한 도우미로봇의 서비스 concept 조사: 소비자 요구사항을 개발사양에 반영
    ○ 운영공간이 넓고 서비스를 원하는 ...

    가. 공공기관에서 가능한 다양한 서비스를 제공하는 차별화된 2가지 형태의 도우미로봇 개발
    ○ 시장조사를 통한 도우미로봇의 서비스 concept 조사: 소비자 요구사항을 개발사양에 반영
    ○ 운영공간이 넓고 서비스를 원하는 대상이 많은 특성을 고려 상호 보완적인 2가지 형태의 인간친화적인 로봇 Platform 개발
    - Entertainment기능이 강화된 여성형 도우미로봇: 여성합성음, 상호작용 장치, 5축 팔, Ubiquitous센서
    - 보안 기능이 강화된 남성형 도우미 로봇: 남성합성음, 보안을 위한 물리적 장치, 큰 키
    ○ 공공기관 업무 안내 및 공통적인 인간친화적인 정보서비스 콘텐츠는 URC 서버 상에서 공유
    ○ 전시관이나 공항 등에서 각 특정 사물과의 상호작용을 통한 안내 서비스
    ○ 각 로봇에 특화된 서비스 별도 개발 운영
    ○ 2개의 컨소시엄 구성: 특화된 2개 로봇 platform 별도 개발, 2개의 정보콘텐츠 업체 공유
    [여성형 도우미로봇]
    ○ 사양
    - 크기: 600mm(D) x 1450mm(H) 이내
    - 무게: 85kg 이하
    - 자유도:
    ??바퀴구동: 2자유도
    ??머리: 2자유도
    ??팔: 5자유도 2set
    - 동작시간: 약 8시간 사용(4시간 충전)-자동충전
    - 사용자 입력:
    ??LCD모니터:12.1“ (터치스크린)
    ??콜버튼
    ??이벤트 버튼
    ??마이크
    - 센서
    ??IR 스캐너: 4m이내 장애물 감지
    ??초음파위성: 위치 인식
    ??카메라: 영상인식 및 원격조종
    ??RFID: 사용자 인식 및 사물 인식
    - 구동부
    ??바퀴: 2BLDC Servo
    ??머리: 2자유도(DC Servo)
    ??팔 : 5자유도(DC Servo) (2set)
    - 충전스테이션
    ??무접점 충전 방식
    ○ 주요 기능
    - HRI
    ??음성 인식/합성: URC 서버를 통한 인식/합성, 화자독립형 인
    식률:95%이상
    ??원격 모니터링 및 제어: URC 서버를 통산 원격제어
    ??팔동작 및 표정을 통한 인간친화적인 로봇과의 상호 작용
    ??사물인식 태그와 URC 센서네트워크를 이용한 인공지능적인 서
    비스
    ??여러 장소에 있는 로봇의 원격 관리
    - 자율주행
    ??환경인식: Sensor Fusion - Map Building(거리탐지) 및 영상
    인식
    ??환경인식을 통한 Localization 구현: 위치오차 : ± 10cm 이
    내, ± 5deg 이내
    ??실시간 최적 경로계획 및 자세 제어
    ??장애물 탐지거리: 3cm ~ 400cm
    ??최대주행속도:500mm/s
    ??자세제어 오차: ± 5deg 이내
    ??자동충전: 도킹시간 30초 이내, 도킹성공률 95%이상
    ??다개체 로봇들간의 협조 제어 주행
    [남성형 도우미로봇]
    ○ 사양
    - Dimension
    ??키 : 150cm 이하, 무게 : 90Kg 이하
    - 바퀴 구동부
    ??최고 주행속도 : 1.0m/sec, 가감속 : 0.5 m/s^2 이상
    ??속도오차 : 5%이내, 제어주기 : 50 Hz이상
    ??payload : 로봇 자체무게를 제외한 20 Kg
    - Sound 모듈
    ??음성인식 : 1m 이내 인식률 95% 이상
    ??음성합성 : 남성 음성
    - Sensor모듈
    ??Safety용 : 앞뒤좌우 기울어짐 -60~+60도, 분해능 : 0.1도,
    0.5초 이내
    ??Floor감지용 : 0~0.05m, 응답특성 : 0.1ms이내
    ??충돌감지용 : 360도 인식(8개 범퍼 센서)
    ??주행 및 장애물 회피용 : IR scanner
    ??위치인식용 : RF-Sonar Beacon, IR Beacon 설치
    ??Emergency Stop : 응답특성 : 0.1초 이내
    ??자세 검출용 : IMU (Inertial Measurement Unit) 1개
    - 정보서비스모듈
    ??Windows 기반의 상용 임베디드 SBC
    ??TFT Touch Screen LCD : 14.1" 이상
    ??무선 랜 : 802. 11a/g 이상
    - 보안기능 모듈
    ??동작감시 센서, 음향 센서 등 장착
    ??그물총 등 물리적 제압 기능 고려, 방범용 경광등 장착
    - Camera 모듈
    ??Camera : 저가 USB 카메라, 320x 240
    ??PanTilt : Panning(-160~+160도), Tilting(-30~+30도),
    40rpm이상
    - Power 모듈
    ??로봇 동작시간 : 8시간 Long-Run 동작
    ??충전시간 : Smart충전 기능 제공 (급속충전 및 일반충전)
    ??충전 후 동작시간 : 8시간
    ??자동충전 : 가능
    - HRI 모듈
    ??얼굴 표정 디스플레이 모듈,
    ??내부 감정상태를 표시하기 위한 LED/유기EL등의 디스플레이
    모듈 장착
    ○ 주요 기능
    - 위치인식 및 자율주행 기술 개발
    ??위치인식용 Active Beacon 개발 : 정지상태 성능 위치 오차: ± 10cm , 각도 오차: ± 5°
    ??IR scanner 및 다수의 센서 융합을 통한 실시간 장애물 회피 및 자율 이동 알고리즘 개발
    ‥ 안정성과 위화감 없는 동작을 우선시한 주행 알고리즘, 최고 주행속도: 50cm/sec 이상
    ??충전 위치 인식을 통한 자동 충전 기능 개발
    ‥ 빠른 도킹 모션 개발 : 30초 이내 도킹, 실패 보상 알고리즘
    - 의사결정-수행 알고리즘 및 HRI 기술개발
    ??로봇의 물리적인 기능과 정보 콘텐츠 기능을 필요한 상황에 적절하게 발휘할 수 있는 의사결정/기능 수행 알고리즘 개발
    ‥ 유한상태기계구조와 event driven 방식을 이용한 기능수행 알고리즘 개발
    ‥ 알고리즘의 용이한 수정/확장을 위한 스크립트 화 및 스크립트작성 소프트웨어 개발
    ??음성인식, 음성 합성, 화자 위치 인식 기술 개발
    ‥ 음성인식: 단일 핵심단어 인식률 95%
    ‥ 음성합성: 자연스러운 음성 구현
    - 주요 서비스 개발
    ??이용자 편의제공
    ‥ 방문하는 손님에 대한 영접 및 환송
    ‥ 터치스크린과 음성인식을 이용하여 당당자 및 창구 위치 안내 및 인도
    ‥ 시설 안내서비스와 일반 정보 서비스 제공
    ‥ 이용자 물건 운반 기능 제공
    ??보안 기능
    ‥ 업무 시간대 보안 기능: 직원의 버튼신호로 이상상황 감지. 원격통제실에서 제어하여 위험물에 접근 및 실시간상황 전송받음. 경광등, 소음, net gun 등을 이용한 심리적/물리적 제압기능 발휘
    ‥ 비업무 시간대 보안 기능: 동작감지 센서 등을 이용한 순찰 기능. 이상 상황 시 자동으로 상황 정보 저장 및 전송. 원격 통제실에서 제어하여 상황 판단 및 대처
    ??이용자에게 즐거움 제공
    ‥ 교육 콘텐츠: 동반 자녀를 위해 대기사간동안 다양한 교육 및 엔터테인먼트 콘텐츠 제공
    ‥ 문화 콘텐츠: 고객이 원하는 음악 및 동영상을 제공


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ...1
    2. 제출문 ...3
    3. 요약문 ...4
    4. SUMMARY ...14
    5. CONTENTS ...19
    6. 목차 ...20
    7. 제1장 서 론 ...21
    8. 제1절 과제 개요 ...21
    9. 1. 연구기관 ...21
    10. 2. 연구개발비 ...22...
    1. 표지 ...1
    2. 제출문 ...3
    3. 요약문 ...4
    4. SUMMARY ...14
    5. CONTENTS ...19
    6. 목차 ...20
    7. 제1장 서 론 ...21
    8. 제1절 과제 개요 ...21
    9. 1. 연구기관 ...21
    10. 2. 연구개발비 ...22
    11. 3. 총 투입인력 ...23
    12. 제2절 과제 목표 ...24
    13. 1. 연구목표 및 내용 ...24
    14. 제2장 본 론 ...37
    15. 제1절 총괄 추진 실적 ...37
    16. 제2절 상세 추진실적 ...41
    17. 1. 여성형 도우미 로봇 ...41
    18. 2. 남성형 도우미 로봇 ...74
    19. 3. 네트워크 정보 컨텐츠 개발 ...118
    20. 제3장 결 론 ...125
    21. 제1절 결론 ...125
    22. 제2절 향후 계획 ...125
  • 참고문헌

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