KR20180082777A - 노년층을 위한 교감 로봇시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 본 발명의 교감 로봇시스템(100)은, 노년층에 타겟팅된 일상적인 대화적 교감을 느끼도록 하여 노인이 느끼는 일상생활에서의 외로움/심심함을 달래주고, 노년층에 타겟팅된 특징적 부가기능을 제공하여 노인 건강 유지에 도움을 줄 수 있는 로봇 기술을 실현함으로써, 사람과의 흔한 상호작용에서 쉽게 소외될 수 있는 독거노인이나 노인환자가 느끼는 삶의 질을 향상시키는 효과를 도출한다.

Description

노년층을 위한 교감 로봇시스템{COMMUNION ROBOT SYSTEM FOR SENIOR CITIZEN}

본 발명은, 로봇 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로 사람, 특히 로봇에 이질감을 느끼기 쉬운 노년층에게도 일상생활에서 자연스럽게 교감을 느끼도록 할 수 있는 로봇 기술에 관한 것이다.

컴퓨터에 의해 제어되는 로봇이 등장한 이래, 단순한 작업만 할 수 있었던 초기의 산업용 로봇에서부터 사람과 감정을 교류하고 걸어 다니는 최근의 로봇에 이르기까지, 로봇의 기술은 컴퓨터의 발달과 함께 고도화 되어 왔다. 따라서 인간(사람)과 같이 지능적으로 행동하는 다양한 로봇이 개발되고 있기에 로봇과 사람이 대면하는 기회는 많아질 것이다.

이에, 일상생활에서 사람과 함께 생활할 수 있는 로봇에 대한 관심 역시 높아지고 있다.

최근, 이러한 추세에 맞게, 다양한 감정이나 행동을 표현하는 애완용 로봇이 개발되었다.

하지만, 기존의 애완용 로봇은, 특정한 타겟 없이 보편적인 모든 사람을 대상으로 하는 로봇 기술이기 때문에, 동물을 모사하거나 사람의 감정을 흉내내는 정도로 매우 단순한 수준이므로, 실제로 사람이 로봇이 아닌 사람과 교감하는 듯한 느낌을 받을 수 없다.

한편, 사람과의 흔한 상호작용에서 쉽게 소외되는 사람들은 독거노인과 노인환자와 같은 노년층인데, 로봇을 잘 다루는 젊은층과 달리 노년층은 로봇에 이질감을 느끼기 쉽고 로봇을 다루기 어려워한다.

이에, 노년층에 특화된, 노년층에게도 일상생활에서 자연스럽게 교감을 느끼도록 할 수 있는 로봇 기술 개발이 필요하다고 할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는, 노년층에게도 일상생활에서 자연스럽게 교감을 느끼도록 할 수 있는 로봇 기술을 제안하고자 한다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은 로봇에 이질감을 느끼기 쉬운 노년층에게도 일상생활에서 자연스럽게 교감을 느끼도록 할 수 있는 로봇 기술을 실현하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 교감 로봇시스템은, 음성인식센서; 인체인식센서; 및 상기 음성인식센서를 통해 사용자의 음성이 감지되면, 상기 인체인식센서를 통해 사용자가 감지되는 방향으로 로봇 얼굴이 향하도록 로봇 일부분을 움직이는 쳐다보기동작을 수행하고, 기 정의된 특정 시간 이내에 동일한 사용자의 음성이 재 감지되면, 재 감지된 음성이 지시하는 명령에 따른 동작을 수행하는 로봇제어부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 로봇제어부는, 상기 음성인식센서를 통한 사용자의 음성 감지 시 기 녹음된 음성이 존재하지 않는 경우, 금번 감지된 음성을 녹음하고 상기 쳐다보기동작을 수행할 수 있다.

바람직하게는, 상기 로봇제어부는, 상기 음성인식센서를 통한 사용자의 음성 감지 시 기 녹음된 음성이 존재하는 경우, 금번 감지된 음성과 상기 녹음된 음성의 사용자가 동일하면 동일한 사용자의 음성이 재 감지되는 것으로 인식할 수 있다.

바람직하게는, 상기 로봇제어부는, 금번 감지된 음성과 상기 녹음된 음성의 사용자가 동일하지 않으면, 금번 감지된 음성을 녹음하고 상기 쳐다보기동작을 수행할 수 있다.

바람직하게는, 상기 녹음된 음성은, 녹음된 시점을 기준으로 상기 특정 시간이 경과하면 자동 삭제될 수 있다.

바람직하게는, 상기 로봇제어부는, 상기 인체인식센서를 통해 사용자가 감지되며, 상기 음성인식센서를 통한 사용자의 음성 입력이 없는 상태로 일정 시간이 경과되면, 기 정의된 관심끌기동작을 수행할 수 있다.

바람직하게는, 상기 인체인식센서를 통해 감지되는 사용자를 촬영하기 위한 카메라를 더 포함하며; 상기 로봇제어부는, 상기 카메라를 통해 사용자를 촬영한 영상으로부터 인지되는 사용자 행위에 근거하여, 노년층에 타겟팅된 치매예방게임을 상기 사용자와 진행하는 게임기능을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 사람, 특히 로봇에 이질감을 느끼기 쉬운 노년층에게도 일상생활에서 자연스럽게 교감을 느끼도록 할 수 있는 로봇 기술을 실현함으로써, 사람과의 흔한 상호작용에서 쉽게 소외될 수 있는 독거노인이나 노인환자가 느끼는 삶의 질을 향상시키는 효과를 도출한다.

도 1은 본 발명에서 제안하는 교감 로봇시스템의 외관을 보여주는 예시이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교감 로봇시스템의 구성을 설명하는 구성도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명은, 사람, 특히 로봇에 이질감을 느끼기 쉬운 노년층에게도 일상생활에서 자연스럽게 교감을 느끼도록 할 수 있는 로봇 기술에 관한 것이다.

이에, 본 발명에서는, 노년층이 일상생활에서 자연스럽게 교감을 느낄 수 있는 교감 로봇시스템을 제안한다.

도 1은, 본 발명에서 제안하는 교감 로봇시스템의 외관을 예시적으로 보여주고 있다.

본 발명의 교감 로봇시스템은, 이동형으로 설계될 수 있고, 고정형으로 설계될 수도 있다.

도 1에서 도시된 교감 로봇시스템(100)의 경우는, 로봇 본체(10)에 바퀴 형태의 이동수단(30)을 구비하고 있는 이동형을 도시하고 있다.

본 발명의 교감 로봇시스템은, 이동형이든 고정형이든 외형적 설계 면에서는 제약이 없으며, 다만 후술하게 될 교감을 표현하는 다양한 동작들을 수행할 수 있는 외형적 설계를 가지면 된다.

교감을 표현할 수 있는 외형적 설계로서, 가장 대표적인 것은 교감 로봇시스템(100)의 로봇 얼굴(20)에 해당되는 디스플레이 구성일 것이다.

이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명의 교감 로봇시스템의 구성을 구체적으로 설명하겠다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 교감 로봇시스템(100)은, 하드웨어적으로 다양한 종류의 센서들을 포함하는 센서부(110)와, 사용자(사람)와의 인터페이스를 위한 입/출력부(120)와, 로봇을 움직이기 위한 각종 모터들을 포함하는 구동부(130)를 포함하고, 소프트웨어적으로 교감 로봇시스템(100)을 제어하는 컨트롤러(160)를 포함한다.

그 밖에도, 본 발명의 교감 로봇시스템(100)은, 카메라(140), 취침등(150)을 더 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 센서부(110)는, 인체인식센서(112), 음성인식센서(113)를 포함하며, 더 나아가 다수의 압력센서(111), 조도감지센서(114), 온도감지센서(115), 습도감지센서(116)를 더 포함할 수 있다.

인체인식센서(112)는, 본 발명의 교감 로봇시스템(100) 보다 구체적으로 로봇 본체(10)의 인근에 있는 사용자(사람)을 감지한다.

즉, 인체인식센서(112)는, 로봇 본체(10)의 인근에 있는 사용자(사람)이 있는지 감지하여, 사람의 존재 여부를 나타내는 인체 감지신호를 발생하는 것이다.

음성인식센서(113)는, 로봇 본체(10)의 인근에 있는 사용자(사람)가 말하는 음성이 있는지 감지하고, 음성 감지신호를 발생할 수 있다.

더 나아가, 음성인식센서(113)는, 음성 감지 시, 기 등록되어 있는 음성데이터를 근거로, 해당 음성이 기 등록된 사용자의 음성인지 여부를 감지하고, 등록된 음성이 인식되는 경우에만 음성 감지신호를 발생할 수도 있다.

예컨대, 본 발명의 교감 로봇시스템(100)은, 교감 로봇시스템(100)의 사용자로 정해진 특정 사람의 음성 즉 목소리 분석 과정을 거쳐 음성데이터를 획득/저장할 수 있다.

이에, 음성인식센서(113)는, 교감 로봇시스템(100)의 사용자로 정해진 특정 사람의 음성 만을 인식 및 감지할 수도 있다.

더 나아가, 다수의 압력센서(111)는, 로봇 본체(10)의 다수 위치에 구비되는 것이 바람직하다.

이때, 본 발명의 교감 로봇시스템(100)에서 로봇 본체는, 사람 또는 동물의 모형으로 형성될 수 있다.

다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 교감 로봇시스템(100)에서 로봇 본체는, 사람의 모형으로 형성되는 것을 가정하여 설명하겠다.

이에, 다수의 압력센서(111)가 구비되는 로봇 본체(10)의 다수 위치는, 머리, 가슴, 배, 등, 엉덩이, 양쪽 팔, 손바닥, 목덜미 중 적어도 하나일 수 있다.

즉, 로봇 본체(10)의 머리, 가슴, 배, 등, 엉덩이, 양쪽 팔, 손바닥, 목덜미 등 다수 위치에, 압력센서들이 구비되는 것이다.

이에, 다수의 압력센서(111) 각각은, 자신이 구비된 로봇 본체(10)의 위치를 사용자(사람)이 터치하면, 이름 감지한 터치신호를 발생할 것이다.

물론, 각 위치에 구비된 압력센서를 통해 감지되는 터치신호에는, 어떤 위치에 구비된 압력센서로부터 감지된 터치신호인지를 식별할 수 있게 하는 식별자가 포함될 것이다.

조도감지센서(114)는, 본 발명의 교감 로봇시스템(100) 보다 구체적으로 로봇 본체(10) 인근의 조도를 감지한 감지신호를 발생한다.

온도감지센서(115)는, 본 발명의 교감 로봇시스템(100) 보다 구체적으로 로봇 본체(10) 인근의 온도를 감지한 감지신호를 발생한다.

습도감지센서(116)는, 본 발명의 교감 로봇시스템(100) 보다 구체적으로 로봇 본체(10) 인근의 습도를 감지한 감지신호를 발생한다.

입/출력부(120)는, 사용자(사람)와의 인터페이스를 위한 구성이다.

입/출력부(120)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 마이크(122), 스피커(124), 디스플레이(126)을 포함할 수 있다.

이에, 입/출력부(120)는, 마이크(122)를 통해 입력되는 사운드를 신호 형태로 후술의 컨트롤러(160)로 제공하고, 컨트롤러(160)로부터 제공되는 신호에 따른 사운드를 스피커(124)를 통해 출력하고, 컨트롤러(160)로부터 제공되는 신호에 따른 이미지를 디스플레이(126)에 표시(출력)할 수 있다.

이러한, 입/출력부(120)는, 본 발명의 교감 로봇시스템(100) 보다 구체적으로 로봇 본체(10)에 고정적으로 구비되는 구성일 수도 있다.

또는, 입/출력부(120)는, 본 발명의 교감 로봇시스템(100) 보다 구체적으로 로봇 본체(10)에 탈착 가능한 형태로 추가 연결되는 구성일 수도 있다.

예를 들면, 입/출력부(120)는, 일반적으로 사용되고 있는 스마트폰, 태블릿PC 등과 같이, 마이크(122), 스피커(124), 디스플레이(126)를 모두 포함하고 있는 소형 단말기기일 수 있다.

이 경우, 소형 단말기기가 근거리 무선통신(예: 블루투스) 또는 유선을 통해 본 발명의 교감 로봇시스템(100) 보다 구체적으로 로봇 본체(10)에 추가적으로 연결되어, 입/출력부(120)로서 그 역할을 수행할 수 있다.

이때, 입/출력부(120)로서 그 역할을 수행하는 소형 단말기기는, 도 1에서 교감 로봇시스템(100)의 로봇 얼굴(20)에 해당되는 것이 바람직하다.

그리고, 이 경우라면, 스마트폰, 태블릿PC 등과 같은 소형 단말기기의 OS(예: 안드로이드) 및 후술의 컨트롤러(160)가 채용하는 로봇 OS(예: 이두아노 나노) 간 연동기능이, 전제될 것이다.

구동부(130)는, 로봇을 움직이기 위한 각종 모터들 예컨대 다이나믹셀(133), DC모터(126) 등을 포함하고, 컨트롤러(160)로부터의 제어에 따라 해당되는 모터를 구동시켜 로봇을 움직인다.

예를 들면, 구동부(130)는, 컨트롤러(160)로부터의 제어에 따라 로봇 본체(10)의 이동수단(30)에 연계된 모터를 구동시켜, 로봇 본체(10)의 위치를 이동시킬 수 있다.

그 밖에도, 구동부(130)는, 컨트롤러(160)로부터의 제어에 따라 로봇 목에 연계된 모터를 구동시켜 로봇 얼굴(20)의 방향을 바꾸거나, 컨트롤러(160)로부터의 제어에 따라 로봇 오른쪽 및/또는 왼쪽의 어깨, 손목 등에 연계된 모터를 구동시켜 특정 몸짓을 취하도록 할 수 있다.

컨트롤러(160)는, 센서부(110)에서 감지되는 각종 감지신호 및 입/출력부(120)의 입력을 근거로 필요한 제어를 판단하고, 판단한 제어를 실행시키는 제어신호를 발생하여 구동부(130) 및 입/출력부(120)의 출력 기능을 제어함으로써, 교감 로봇시스템(100)을 전체적으로 제어한다.

이러한 컨트롤러(160)의 제어에 의해, 본 발명의 핵심, 즉 로봇에 이질감을 느끼기 쉬운 노년층에게도 일상생활에서 자연스럽게 교감을 느끼도록 할 수 있는 로봇 기술을 실현한다.

보다 구체적으로 설명하면, 컨트롤러(160)는, 로봇제어부(165)를 포함하며 더 나아가 저장부(167)를 더 포함할 수 있다.

로봇제어부(165)는, 음성인식센서(113)를 통해 사용자의 음성이 감지되면, 인체인식센서(112)를 통해 사용자가 감지되는 방향으로 로봇 얼굴(20)이 향하도록 로봇 일부분을 움직이는 쳐다보기동작을 수행하고, 기 정의된 특정 시간 이내에 동일한 사용자의 음성이 재 감지되면, 재 감지된 음성이 지시하는 명령에 따른 동작을 수행한다.

앞서 언급한 바 있듯이, 음성인식센서(113)는, 로봇 본체(10)의 인근에 있는 사용자(사람)가 말하는 음성이 있는지, 보다 구체적으로는 교감 로봇시스템(100)의 사용자로 정해진 특정 사람이 말하는 음성이 있는지 감지한다.

이때, 교감 로봇시스템(100)의 사용자로 정해진 특정 사람은, 한 명일 수도 있고 여러 명일 수도 있다.

이에, 로봇제어부(165)는, 음성인식센서(113)를 통해서, 사용자 즉 교감 로봇시스템(100)의 사용자로 정해진 특정 사람의 음성이 감지되는지 여부를 확인할 수 있다.

로봇제어부(165)는, 음성인식센서(113)를 통해 사용자의 음성이 감지되면, 인체인식센서(112)를 통해 사용자가 감지되는 방향으로 로봇 얼굴(2)이 향하도록 로봇 일부분, 예컨대 구동부(130)에서 로봇 목에 연계된 모터를 구동시켜 로봇 얼굴(20)의 방향을 사용자가 감지되는 방향으로 움직임으로써, 쳐다보기동작을 수행할 수 있다.

그리고, 로봇제어부(165)는, 쳐다보기동작을 수행한 후 기 정의된 특정 시간 이내에, 음성인식센서(113)를 통해 동일한 사용자의 음성이 재 감지되면, 재 감지된 음성이 지시하는 명령에 따른 동작을 수행할 수 있다.

일반적으로, 사람과의 흔한 상호작용에서 쉽게 소외되는 사람들은 독거노인과 노인환자와 같은 노년층이므로, 로봇과 일상생활에서 교감을 필요로 하는 사람은 노년층일 것인데, 로봇을 잘 다루는 젊은층과 달리 노년층은 로봇에 이질감을 느끼기 쉽고 로봇을 다루기 어려워한다.

이에, 로봇을 원활하게 다룰 수 있는 것이므로 그 기능이 스마트하면 충분할 것으로 예상되는 젊은층 타겟의 로봇과는 달리, 노년층을 타겟으로 하는 로봇의 경우 로봇과 생활하는 사람(노년층)이 느끼기에 내가 말하면 로봇이 반응은 하는지 알아듣고는 있는지 등의 대화적 교감을 단순하게라도 표현해 주는 것이 중요할 것이다.

이러한 관점에서, 본 발명의 교감 로봇시스템(100)은, 사용자의 음성 초기 감지 시에는 음성이 지시하는 내용(명령)과 관계없이 쳐다보기동작을 우선적으로 수행하여, 사용자로 하여금 자신이 말할 때 로봇이 반응하고 알아듣고 있음을 느끼도록 하여 사람과의 대화처럼 일상적인 대화적 교감을 느끼게 한다.

그리고, 본 발명의 교감 로봇시스템(100)은, 사용자가 사람과의 일상적인 대화 시 대화 상대방이 내 말을 듣고 있다고 느끼면 실제로 중요한 내용이 담긴 말을 하기 시작하는 점에 기인하여, 쳐다보기동작 후 특정 시간 이내에 동일한 사용자의 음성 재 감지 시에 음성이 지시하는 내용(명령)에 따른 동작을 수행하게 된다.

이하에서는, 본 발명의 교감 로봇시스템(100)에서, 사용자의 음성 초기 감지 시 쳐다보기동작을 우선 수행하고 특정 시간 이내에 동일한 사용자의 음성 재 감지 시 음성이 지시하는 명령에 따른 동작을 수행하는 과정을 실현하는 구체적인 실현 방안에 대하여 설명하겠다.

로봇제어부(165)는, 음성인식센서(113)를 통한 사용자의 음성 감지 시 기 녹음된 음성이 존재하지 않는 경우, 금번 감지된 음성을 녹음하고 쳐다보기동작을 수행한다.

즉, 로봇제어부(165)는, 사용자의 음성 감지 시, 기 녹음된 음성이 존재하지 않는다면 금번 사용자의 음성 감지를 사용자의 음성 초기 감지로 인식하는 것이다.

이에, 로봇제어부(165)는, 사용자의 음성 초기 감지로 인식되는 금번 감지된 음성을 녹음하여 저장부(167)에 저장하고, 음성이 지시하는 내용(명령)과 관계없이 쳐다보기동작을 우선적으로 수행한다.

이때, 녹음된 음성은, 녹음된 시점을 기준으로 특정 시간이 경과하면 자동 삭제되는 것으로 정의한다.

여기서, 특정 시간이란, 사용자가 사람과의 일상적인 대화 시 대화를 시도하는 말(예: xx야!, 여기 좀 봐, 등)을 하고, 상대방이 내 말을 듣고 있다고 느끼면 실제로 중요한 내용이 담긴 말을 하기 시작하는 점에 기인하여, 대화를 시도하는 말과, 실제 중요한 내용이 담긴 말 사이의 시간적 간격으로 정의할 수 있는 시간이면 충분하다. 예컨대, 특정 시간으로서 2초를 가정하여 설명하겠다.

즉, 사용자의 음성 초기 감지로 인식되는 음성은, 녹음 및 저장부(167)에 저장되며, 녹음된 시점을 기준으로 특정 시간(예: 2초)이 경과하면 저장부(167)에서 자동 삭제될 수 있다.

한편, 로봇제어부(165)는, 음성인식센서(113)를 통한 사용자의 음성 감지 시 기 녹음된 음성이 저장부(167)에 존재하는 경우, 금번 감지된 음성과 기 녹음된 음성의 사용자가 동일한지 여부를 판단한다.

즉, 로봇제어부(165)는, 금번 감지된 음성과 기 녹음된 음성을 목소리 분석 과정을 통해 분석하여, 동일한 사용자의 음성인지를 판단할 수 있다.

이에, 로봇제어부(165)는, 금번 감지된 음성과 기 녹음된 음성의 사용자가 동일하면 동일한 사용자의 음성이 재 감지되는 것으로 인식하고, 금번 감지된 음성과 기 녹음된 음성의 사용자가 동일하지 않으면 금번 감지된 음성을 녹음하고 쳐다보기동작을 수행한다.

여기서, 음성인식센서(113)를 통한 사용자의 음성 감지 시 기 녹음된 음성이 저장부(167)에 존재한다는 것은, 녹음된 음성이 저장부(167)에 저장 및 보유되는 시간이 특정 시간(예: 2초)으로 제한되므로, 금번 음성 감지 이전 특정 시간(예: 2초) 이내에 사용자의 음성 초기 감지가 있었음을 의미한다.

그리고, 금번 음성 감지 이전 특정 시간(예: 2초) 이내에 감지된 바 있는 음성과 금번 음성의 사용자가 동일하면, 동일한 사용자가 대화를 시도하는 말(예: xx야!, 여기 좀 봐, 등)을 하고, 특정 시간(예: 2초) 이내에 실제 중요한 내용(명령)이 담긴 말을 하고 있는 상황으로 볼 수 있다.

이에, 로봇제어부(165)는, 금번 감지된 음성과 기 녹음된 음성의 사용자가 동일하면 특정 시간(예: 2초) 이내에 동일한 사용자의 음성이 재 감지되는 것으로 인식하고, 재 감지된 금번 음성이 지시하는 명령에 따른 동작을 수행한다.

이때, 음성이 지시하는 명령에 따른 동작을 수행하는 기술은, 교감 로봇시스템(100)에 갖는 외형적 설계 및 내장된 소프트웨어 기반의 탑재 기능이 지원하는 범위 내에서 다양할 수 있다.

예를 들면, 로봇제어부(165)는, 음성이 지시하는 명령 "여기로 와"에 따라 구동부(130)에서 이동수단(30)에 연계된 모터를 구동시켜 로봇 본체(10)의 위치를 사용자가 위치한 곳으로 이동시킴으로써, 음성이 지시하는 명령에 따른 동작을 수행할 수 있다.

또는, 로봇제어부(165)는, 음성이 지시하는 명령 "음악을 틀어줘"에 따라 내부 탑재된 음악재생기능을 구동시켜 음악을 재생함으로써, 음성이 지시하는 명령에 따른 동작을 수행할 수 있다.

즉, 본 발명의 교감 로봇시스템(100)은, 사용자로 하여금 자신이 말할 때 로봇이 반응하고 알아듣고 있음을 느끼도록 쳐다보기동작을 수행함으로써 일상적인 대화적 교감을 느끼게 한 후, 특정 시간(예: 2초) 이내에 동일한 사용자의 음성 재 감지 시에 음성이 지시하는 내용(명령)에 따른 동작을 수행하는 것이다.

한편, 로봇제어부(165)는, 금번 감지된 음성과 기 녹음된 음성의 사용자가 동일하지 않으면, 금번 음성 감지를 다른 사용자의 음성 초기 감지로 인식함으로써, 금번 감지된 음성을 녹음 및 저장부(167)에 저장하고 음성이 지시하는 내용(명령)과 관계없이 쳐다보기동작을 수행할 수 있다.

이는, 교감 로봇시스템(100)의 사용자로 정해진 특정 사람이 여러 명인 경우를 고려한 것이다.

더 나아가, 로봇제어부(165)는, 인체인식센서(112)를 통해 사용자(사람)가 감지되며, 음성인식센서(112)를 통한 사용자의 음성 입력이 없는 상태로 일정 시간(예: 30분)이 경과되면, 기 정의된 관심끌기동작을 수행할 수 있다.

더 구체적으로는, 로봇제어부(165)는, 인체인식센서(112)를 통해 사용자(사람)가 감지되며, 음성인식센서(113) 및 다수의 압력센서(111)를 통한 사용자의 음성 및 터치 입력이 없는 상태로 일정 시간(예: 30분)이 경과되면, 관심끌기동작을 수행할 수도 있다.

구체적으로, 로봇 본체(10)의 인근에 있는 사용자(사람)이 있는지 여부를 감지하는 인체인식센서(112)에서 사용자가 감지되고 있는데, 음성인식센서(113) 및 다수의 압력센서(111)에서는 사용자의 음성이나 터치 입력이 감지되지 않는다면, 사용자(사람)이 가만히 쉬고 있는 경우일 수도 있고 정신을 잃은 위급한 상태일 수도 있다.

이에, 로봇제어부(165)는, 인체인식센서(112)를 통해 사용자(사람)가 감지되며, 음성인식센서(113) 및 다수의 압력센서(111)를 통한 사용자의 음성 및 터치 입력이 없는 상태로 일정 시간(예: 30분)이 경과되면, 기 정의된 관심끌기동작 예컨대 기 설정되어 있는 음성(예: 괜찮으세요 치매예방게임을 할까요? 등)을 입/출력부(120)의 스피커(124)를 통해 출력하여 관심끌기동작을 수행할 수 있다.

이에, 로봇제어부(165)는, 관심끌기동작을 수행한 후, 음성인식센서(113)를 통해 교감 로봇시스템(100)의 사용자로 정해진 특정 사람의 음성이 감지되는 경우, 그 음성 내용에 따른 이후 동작(예: 게임 시작하기, 경과한 일정 시간 리셋하기 등)을 수행할 수 있다.

물론, 로봇제어부(165)는, 관심끌기동작을 수행한 후, 음성인식센서(113)를 통해 교감 로봇시스템(100)의 사용자로 정해진 특정 사람의 음성이 감지되지 않으면, 정신을 잃은 위급한 상태일 수도 있으므로 지정된 연락처로 위급 상황이 의심됨을 통지할 수도 있다.

이처럼, 본 발명의 교감 로봇시스템(100)은, 사용자의 음성 초기 감지 시에는 음성이 지시하는 내용(명령)과 관계없이 쳐다보기동작을 우선적으로 수행하고 동일한 사용자의 음성 재 감지 시에 음성이 지시하는 내용(명령)에 따른 동작을 수행함으로써, 로봇과 생활하는 사용자(사람)로 하여금 마치 사람과의 대화처럼 자신의 말에 로봇이 반응은 하는지 알아듣고는 있는지, 더 나아가 자발적으로 관심을 끄는 등 일상적인 대화적 교감을 느끼게 하여, 노인이 느끼는 로봇에 대한 이질감을 개선하고 일상생활에서 자연스럽게 교감을 느낄 수 있도록 한다.

더 나아가, 로봇제어부(165)는, 카메라(140)를 통해 사용자(사람)를 촬영한 영상으로부터 인지되는 사용자 행위에 근거하여, 노년층에 타겟팅된 치매예방게임을 사용자와 진행하는 게임기능을 제공할 수 있다.

카메라(140)는, 도 1에 도시된 바와 같이 로봇 본체(10)의 로봇 몸통에 구비되어, 교감 로봇시스템(100)의 로봇 몸통과 마주하고 있는 사용자를 촬영하는 것이 바람직하다.

교감 로봇시스템(100)의 사용자로 정해진 특정 사람이 음성으로 치매예방게임 시작을 명령하거나, 또는 다른 방식(예: 터치패드를 이용한 조작)으로 치매예방게임 시작을 명령할 수 있다.

또는, 전술과 같이 관심끌기동작 예컨대 기 설정되어 있는 음성(예: 치매예방게임 할까요?)을 입/출력부(120)의 스피커(124)를 통해 출력한 후, 음성인식센서(113)를 통해 교감 로봇시스템(100)의 사용자로 정해진 특정 사람의 음성이 감지되며, 그 음성 내용이 치매예방게임을 진행하게 하는 내용인 경우, 로봇제어부(165)는, 이에 따른 이후 동작 즉 게임 시작하기를 수행할 수도 있다.

이때, 치매예방게임은, 로봇에서 음성으로 특정 색을 말하면 사용자가 특정 색의 카드를 로봇에게 들어 보여주는 색깔맞추기, 로봇에서 음성으로 특정 숫자를 말하면 사용자가 특정 숫자의 카드를 로봇에게 들어 보여주는 숫자맞추기 등, 사용자가 행동(행위)을 취해야 하는 타입의 게임인 것이 바람직하다.

이에, 로봇제어부(165)는, 치매예방게임을 시작하면, 기 설정된 색깔맞추기, 숫자맞추기 등의 치매예방게임을 개시하고, 카메라(140)를 통해 사용자(사람)를 촬영한 영상으로부터 인지되는 사용자 행위에 근거하여 정답인지 오답인지를 알려주는 방식으로, 노년층에 타겟팅된 치매예방게임을 사용자와 진행하는, 게임기능을 제공할 수 있다.

더 나아가, 로봇제어부(165)는, 조도감지센서(114) 및 인체인식센서(112)를 기반으로 어두운 환경에서 사용자의 움직임이 감지되면 취침등(150)을 온(on)시키는 기능, 취침등(150)을 온(on)시킨 후 사용자가 감지되지만 움직임이 감지되지 않으면 취침등(150)을 오프(off)시키는 기능, 온도감지센서(115) 및 습도감지센서(116)를 기반으로 기 설정된 조건에 따라 온/습도를 알리는 기능, 기 저장된 약복용시간정보를 기반으로 약 먹을 시간이 도래하면 알람하는 기능 중 적어도 하나의 편의기능을 제공할 수 있다.

구체적으로, 로봇제어부(165)는, 조도감지센서(114) 및 인체인식센서(112)를 기반으로, 어두운 환경에서 사용자의 움직임이 감지되면 취침등(150)을 온(on)시킬 수 있다.

한편, 로봇제어부(165)는, 조도감지센서(114) 및 인체인식센서(112)를 기반으로, 취침등(150)을 온(on)시킨 후 어두운 환경에서 사용자가 감지되지만 움직임이 감지되지 않으면 취침등(150)을 오프(off)시킬 수 있다.

이때, 본 발명의 교감 로봇시스템(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이 취침등(150)을 별도로 구비할 수도 있고, 별도 취침등(150) 구비 없이 입/출력부(120)의 디스플레이(126)를 온/오프시키는 방식으로 전술의 취침등 기능을 실현할 수도 있고, 실내에 있는 외부 취침등(미도시)를 유/무선 방식으로 제어하여 온/오프시키는 방식으로 전술의 취침등 기능을 실현할 수도 있다.

한편, 로봇제어부(165)는, 온도감지센서(115) 및 습도감지센서(116)를 기반으로, 기 설정된 조건 예컨대 1시간 단위로 또는 온도 및 습도 중 적어도 어느 하나에서 임계치 이상의 변화가 발생할 때 또는 미리 등록해 둔 적정 온습도범위를 벗어날 때, 온/습도를 알릴 수 있다.

한편, 로봇제어부(165)는, 기 저장된 약복용시간정보를 기반으로, 약 먹을 시간이 도래하면 "XX 약을 먹을 시간이에요~"의 음성을 출력하는 등의 방식으로 알람할 수 있다.

이에, 본 발명의 교감 로봇시스템(100)은, 취침등 온/오프 기능, 온/습도를 알림 기능, 약 복용 알람 기능 등을 실현하여, 노년층에 타겟팅된 특징적 편의기능(부가기능)을 통해서 노인 건강 유지에 도움을 줄 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 교감 로봇시스템(100)은, 노년층에 타겟팅된 일상적인 대화적 교감을 느끼도록 하여 노인이 느끼는 일상생활에서의 외로움/심심함을 달래주고, 노년층에 타겟팅된 특징적 부가기능을 제공하여 노인 건강 유지에 도움을 줄 수 있는 로봇 기술을 실현함으로써, 사람과의 흔한 상호작용에서 쉽게 소외될 수 있는 독거노인이나 노인환자가 느끼는 삶의 질을 향상시키는 효과를 도출한다.

본 발명에서 제안하는 교감 로봇시스템의 동작들을 실현하는 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 교감 로봇시스템
110 : 센서부
120 : 입/출력부
130 : 구동부
140 : 카메라
150 : 취침등

Claims (7)

1. 교감 로봇시스템에 있어서,
   음성인식센서;
   인체인식센서; 및
   상기 음성인식센서를 통해 사용자의 음성이 감지되면, 상기 인체인식센서를 통해 사용자가 감지되는 방향으로 로봇 얼굴이 향하도록 로봇 일부분을 움직이는 쳐다보기동작을 수행하고, 기 정의된 특정 시간 이내에 동일한 사용자의 음성이 재 감지되면, 재 감지된 음성이 지시하는 명령에 따른 동작을 수행하는 로봇제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 교감 로봇시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 로봇제어부는,
   상기 음성인식센서를 통한 사용자의 음성 감지 시 기 녹음된 음성이 존재하지 않는 경우, 금번 감지된 음성을 녹음하고 상기 쳐다보기동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 교감 로봇시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 로봇제어부는,
   상기 음성인식센서를 통한 사용자의 음성 감지 시 기 녹음된 음성이 존재하는 경우, 금번 감지된 음성과 상기 녹음된 음성의 사용자가 동일하면 동일한 사용자의 음성이 재 감지되는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 교감 로봇시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 로봇제어부는,
   금번 감지된 음성과 상기 녹음된 음성의 사용자가 동일하지 않으면, 금번 감지된 음성을 녹음하고 상기 쳐다보기동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 교감 로봇시스템.
5. 제 2 항 및 제 4 항 중 한 항에 있어서,
   상기 녹음된 음성은,
   녹음된 시점을 기준으로 상기 특정 시간이 경과하면 자동 삭제되는 것을 특징으로 하는 교감 로봇시스템.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 로봇제어부는,
   상기 인체인식센서를 통해 사용자가 감지되며, 상기 음성인식센서를 통한 사용자의 음성 입력이 없는 상태로 일정 시간이 경과되면, 기 정의된 관심끌기동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 교감 로봇시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 인체인식센서를 통해 감지되는 사용자를 촬영하기 위한 카메라를 더 포함하며;
   상기 로봇제어부는,
   상기 카메라를 통해 사용자를 촬영한 영상으로부터 인지되는 사용자 행위에 근거하여, 노년층에 타겟팅된 치매예방게임을 상기 사용자와 진행하는 게임기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 교감 로봇시스템.

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