지능형 로봇의 감각 기구

 지능형 로봇은 주변의 환경을 인식할 수 있어야 한다. 이것을 위해서 인간의 오감을 흉내낸 센서나 장치들이 사용된다.

1 시각을 위한 비젼 시스템 (vision system)

 로봇이 물체 또는 주변 환경에 대한 영상 정보를 실시간으로 획득하는 시스템이다. 카메라를 한 개 사용할 수도 있으며 두 개를 사용하여 (스테레오 비젼 시스템) 입체적인 정보를 취득하기도 한다. 또는 화재 현장이나 야간에 주변의 열분포를 인식할 수 있는 열화상 인식 시스템도 있다.

[그림 1] 비전 시스템의 예

특히 휴머노이드의 경우 공간 인식과 입체 시각 같은 기능이 필수 능력 중의 하나이다. 로봇이 이동해야 할 위치는 평지 뿐만 아니라 높낮이와 경사면 등 다양하고 불규칙한 공간이 될 수 있다. 또한, 주변의 움직이는 장애물을 인지하며, 요철이 있는 지면이나 계단과 같은 환경에서 안정적으로 보행을 유지하기 위해서는 고도의 영상처리 알고리듬이 필요하기 때문이다.

 요즘에는 학생들도 손쉽게 사용할 수 있는  저가의 비젼 시스템이 개발되고 있다. 예를 들어보면 다음과 같은 것들이 있다.

PIXY (CMUcam5) : a fast, easy-to-use vision system

Pi Camera : a cheap camera for Raspberry Pi

2 힘/토크 감지 시스템

 로봇이 접촉하는 대상 물체에 대해서 인간의 근감각과 유사하게 반작용 힘, 압력, 마찰력 정도 등을 감지하여 적절하게 반응할 수 있도록 하는 장치이다. 이것을 이용하면 손으로 쥐는 힘을 감지하고 적절하게 제어하는 것이 가능하다. 예를 들면 원격 악수 로봇이나 계란을 깨뜨리지 않고 쥐는 등의 조작이 가능하다.

[그림 2] 손가락 끝에 가해지는 힘을 감지하여 계란을 부드럽게 쥘 수 있는 로봇팔

3 인공피부 센서 시스템

 접촉 부위의 압력, 온도, 물성 등을 감지하여 인간의 피부와 같이 촉각을 판별할 수 있도록 해주는 시스템이다.

[그림 3] 인공 피부의 예

4 기타 센서

• 레이저 레인지 파인더 : (비교적 원거리 까지의) 장애물을 감지한다.

• 초음파 센서 : (근거리) 장애물 까지의 거리를 측정한다.

• 적외선 센서 : (초단거리)  장애물이 있는 지를 감지한다.

• 기울기 센서 : 기울어진 정도를 측정한다.

• 가속도 센서 ; 가속도가 발생하는지를 체크한다.

• 광량 센서        : 빛의 양을 측정한다.

• 온도 센서        : 주변의 온도를 측정한다.

• 음향 센서        ; 소리를 감지한다.
  
  

[그림 4] 다양한 센서의 예들

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