기계학습 공부

로봇의 정의

• 체코어의 "로보타"(Robota: 강제적인 노동, 고되고 지루한일 노예상태라는 의미)에서 나옴
• 1921년 체코슬로 바키아의 극작가 카렐 차펙의 희곡"로섬의 만능 로봇"에서 처음 사용
  
  
• 1980년대부터 본격적으로 시작 -> 2000년까지는 주로 산업현장에서 용접, 도장, 조립과 같은 산업용 로봇이 생산됨
• 인간처럼 행동하면서 인간이 하기 싫은 일을 대신 해주고 인간을 즐겁게 해주는 것

로봇의 분류

• 지능형 로봇(전기, 전자, 기계, 자동화, 인공지능, 생체공학 등 현재까지 개발된 인류의 모든 기술을 총 집결시킨 첨단 기술체)에 대한 과학 기술계의 관심이 집중             
• 지능형 로봇의 3대 핵심 기술: 지능기술(IT,BT,뇌공학), 제어기술, 부품기술(센서,구동기, 제어기)
• IFR(International Federation of Robotic : 세계 로봇 연맹)의 분류

        - 산업용 로봇 : 공공서비스 로봇(의료,안내) 극한직업 로봇(재난구조, 원전)

             - 인간의 팔동작 기능과 유사하게 다양한 동작 기능을 갖는 로봇

             - 넓게 보면 자동화 제조장비 중 컴퓨터로 제어되는 첨단장치 모두 포함

             - 용도에 따라 : 용접, 조립, 물류, 검사, 진공용 등

             - 기계적 구조에 따라 : 직각좌표, 수평다관절, 원통 좌표형 등

 

        - 서비스 로봇 : 펫로봇, 테마파크용, 이벤트용, 경기용, 탑승용

             - 인간이 할 수 있는 일을 대신하는 것 뿐 아니라 별도의 조작 없이도 스스로 주변상황을 인지하여 행동하는 지능형 로봇

             - 생활 서비스 : 청소용, 경비용, 공공복지용, 교육용 등

             - 개인 서비스 : 개인용, 오락용, 휴머노이드 등

 

이동로봇의 분류

바퀴형 이동로봇 : 바퀴를 가지고 있으며 굴러서 이동하는 로봇. 제어가 쉽고 빠르고 부드러움

        - 양 바퀴형 로봇 : 2개의 바퀴 혹은 2개의 바퀴와 1~2개의 보조바퀴를 가지는 로봇

             - 장점 : 부드러운 회전, 움직임의 분석 용이

             - 단점 : 지면과 접촉하는 면이 좁아 미끄러짐이 크며, 안정성이 떨어짐

             ex) 청소로봇

       

        - 차량형 로봇 : 4개 이상의 바퀴를 보유, 차량과 같은 형상

             - 장점 : 안정성이 뛰어남, 매우 빠르게 이동, 부드러운 운행

             - 단점 : 2바퀴형 로봇에 비해 회전시 기동력이 떨멍짐

             ex) 화성탐사, 군사용

 

        - 궤도형 로봇 : 탱크나 불도저 등에서 사용하는 캐러필러(무한궤도)로 이동하는 로봇

             - 장점 : 안정성이 뛰어남, 미끄러짐이 적고 직진이 좋음. 거친환경 활동 좋음

             - 단점 : 회전할 경우 부드러운 움직임을 보이지 못해 분석 어려움

               ex) 군사용

 

        - 관절형 로봇 : 동물처럼 관절을 이용하여 움직이는 로봇

             - 장점 : 바퀴로 이동하기 어려운 극한 환경이나 협소한 공간에서 적응, 포면이 거칠어도 비교적 안정적

             - 단점 : 이동 제어가 매우 어려움, 안정성이 떨어짐, 이동 속도 느림

              ex) 2족 보행 로봇, 다족 보행 로봇, 뱀형 로봇

 

2족 보행 로봇

        - 인간처럼 두 다리로 걷는 로봇

        - 인간의 움직임과 지능을 추구하여 만들어짐  = 휴머노이드 로봇

 

다족 보행 로봇

        - 개나 고양이처럼 네발로 걷는 4족 보행형, 곤충처럼 걷는 6족 보행 등

 

뱀형 로봇

        - 가늘고 긴 몸을 뱀처럼 비틀어 이동하는 로봇. 재난 구역에서의 인명 구조나 탐사에 유용

 

로봇 비젼(Robot Vision) 정의

        - 지능형 로봇의 구현을 위한 비젼 기술

        - 외부환경을 '인식'하고 스스로 상황을 '판단'하여 자율적으로 '동작'하거나 인간과 상호작용 할 수 있도록 하는 시신경

      

        - SLAM : 로봇 위치를 파악해 스스로 주행경로를 결정

             - 로봇이 센서를 이용 자신의 위치를 추적하는 동안 미지의 주변 지역에 대한 지도를 제작하는 기술 레이저 스캐너와 주행거리계를 이용

             - 시간 소모 큼  

 

2차원 시각정보의 3차원 공간 재현

        - Stereo Vision or 3D Camera에 의해 입력된 영상정보와 시차정보, 카메라의 내부 변환관계를 이요하여 깊이 정보를 도출함으로써 3차원 공간정보로재현

 

트래킹 기술

        - 초음파센서, 카메라 등을 이용,주면 환경 및 자기 위치를 인식, 이동경로 확보, SLAM을 통해 형성된 공간정보라 장애물 회피 등을 통한 안저적인 경로를 탐색, 추적하는 기술 

 

HBE-SmartCAR

        - 마이크로프로세서를 이용한 교육용 바퀴형 이동 로봇

        - 4개의 바퀴를 가진 차량형

        - MCU를 내장한 프로세서(ATmega2560)블록

            - 고성능 저전력 AVR 8bit Micro controller

            - 비휘발성 프로그램과 데이터 메모리, real time count

        - 모터 제어, 센서 블록

        - 보드

            - Main Board 중심으로 센서 보드와 LED 및 모터 연결

            - 외부 보드 장착 커넥터가 있어 Sensor Adapter Module 장착 가능

            - 블루투스가 내장되어 안드로이드용 테블릿 및 스마트폰 연결 가능  

 

UART ( 범용 비동기화 송수신기 )

 

 - 병렬 데이터의 형태를 직렬 방식으로 전환하여 데이터를 전송하는 컴퓨터 하드웨어의 일종. 시리얼 기반 통신 방식으로 일반적으로 RS-232프로토콜(직렬전송을 위한 규격)을 통해 원격지와 통신을 지원하는 방식

 

 - 병렬 데이터를 직렬 비트 스트림으로 변환, 또는 복원하고 패리티 비트를 추가하거나 패리티를 검출, 제거하며 비동기 통신을 위해 시작 비트와 정지 비트를 추가하고 삭제하는 기능들을 수행

 

UART 역할

 - 컴퓨터로부터 병렬 회로를 통해 받은 바이트들을 외부에 전달하기위해 하나의 단일 직렬 비트스트림으로 변환

 - 내부로 전송할때에는 직렬 비트스트림을 컴퓨터가 처리할 수 있도록 바이트로 변환

 - 외부전송을 위해 패리티비트를 추가하며, 수신되는 바이트들의 패리티를 확인하고, 패리티비트를 제거

 - 데이터를 외부로 내보낼때에는 시작비트와 정지비트를 추가하고,  수신되는 데이터에서는 그것들을 제거

 - 키보드나 마우스로부터 들어오는 인터럽트를 처리

 - 다른 종류의 인터럽트 처리와 컴퓨터의 동작 속도를 장치의 속도와 동등하게 맞추도록 요구하는 장치를 관리