KR100458079B1 - 감정 표현 로보트 - Google Patents

Abstract

로보트 구동에 따른 감정 표현 로보트 제어 장치 및 제어 방법이 개시되어 있다. 본 발명에 따르면, 로보트 주변의 밝기 정도를 판별하기 위한 시각 센서부, 외력으로부터의 충격량을 판별하기 위한 촉각 센서부, 주변 물체의 유무를 판별하기 위한 물체 감지부, 바닥으로부터 일정 거리 이격됨을 판단하기 위한 바닥 검출부, 음향 신호의 입력 및 위치를 판별하기 위한 음성 인식부, 및 배터리의 잔여량을 검출하기 위한 배터리 감지부로 이루어진 센서 입력부; 표정 정보를 디스플레이하기 위한 표정 구동부; 선약된 정보에 기초하여 상기 표정 정보를 생성하기 위한 테이블 정보를 보유하며, 상기 표정 정보에 대응한 상기 로보트 이송 형태 정보를 보유하여 상기 센서 입력부의 입력 정보에 따라 설정되는 상기 테이블 정보를 상기 표정 구동부로 제공하고, 상기 로보트 이송 형태 정보에 기초하여 상기 제어 신호를 출력하기 위한 중앙 처리 장치;로 이루어져, 각 표정에 따른 행동양식을 마련하여 로보트로써의 완성도를 증대시킬 뿐만 아니라, 고가의 센서를 이용하지 않고도 로보트의 다수 기능을 수행토록 하여 로보트의 생산단가를 저하시키는 효과를 얻는다.

Description

감정 표현 로보트{A EMOTION EXPRESSING ROBOT}

본 발명은 로보트에 관한 것으로, 보다 상세히는 다수의 입력 정보에 기초하여 서로 다른 행동 양식과 얼굴 표정을 갖도록 하는 감정 표현 로보트 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 가정에서 사용되는 로보트는 동작에 한계를 갖고 있을 뿐만 아니라, 사용자의 행동에 무관하게 동작된다. 이러한 로보트는 저가로 형성되어 어린이에게 적절하게 사용되고 있으나, 로보트의 행동 범위가 극히 제한되어 잦은 이용시 흥미를 유발시킬 수 있는 메리트를 저하시키는 문제점이 야기되고 있다.

또한, 고가의 로보트 경우에는 고가라는 단점으로부터 구매에 어려움이 많으며, 이외에도 어린이 장난감으로 활용하기 위한 유희 범위를 벗어나 사용시의 부담감을 갖게 된다. 따라서, 시대적 배경을 감안하여 저가의 로보트로써, 다수의 행동 양식과 놀거리를 충분히 제공할 수 있는 로보트의 출현이 요구되고 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 시스템의 단순 구성을 통해 로보트의 행동 양식을 확대시켜, 로보트의 질적 향상과 시스템의 저가화를 이룰 수 있는 감정 표현 로보트 제어 장치 및 제어 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 감정 표현 로보트 제어 장치는 로보트의 안면부 일측에 설치되어 주변의 밝기 정도를 판별하기 위한 시각 센서부, 상기 로보트의 일측부에 설치되어 외력으로부터의 충격량을 판별하기 위한 촉각 센서부, 상기 몸체의 사방측부에 각각으로 설치되어 주변 물체의 유무를 판별하기 위한 물체 감지부, 상기 몸체의 저면부에 설치되어 상기 로보트가 바닥으로부터 일정 거리 이격됨을 판단하기 위한 바닥 검출부, 상기 몸체의 양방측부에 각각으로 설치되어 음향 신호의 입력 및 위치를 판별하기 위한 음성 인식부, 및 상기 로보트의 전동력을 구동하기 위한 배터리의 잔여량을 검출하기 위한 배터리 감지부로 이루어진 센서 입력부; 상기 로보트의 안면부 일측에 마련되어 표정 정보를 디스플레이하기 위한 표정 구동부; 상기 센서 입력부로부터 다수의 센싱 신호를 순차적으로 입력받아 선약된 정보를 토대로 디코딩을 수행하며, 기 저장된 상기 로보트의 각 표정 정보를 상기 표정 구동부로 전송하고 상기 로보트 이송을 위한 제어 신호를 전달하는 입출력 인터페이스부; 및 상기 선약된 정보에 기초하여 상기 표정 정보를 생성하기 위한 테이블 정보를 보유하며, 상기 표정 정보에 대응한 상기 로보트 이송 형태 정보를 보유하여 상기 센서 입력부의 입력 정보에 따라 설정되는 상기 테이블 정보를 상기 표정 구동부로 제공하고, 상기 로보트 이송 형태 정보에 기초하여 상기 제어 신호를 출력하기 위한 중앙 처리 장치;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 감정 표현 로보트 제어 방법은 a) 상기 로우 레벨의 신호가 일정 시간 이상 경과하지 않았을 경우, 상기 촉각 센서로부터 인체 접촉에 따른 하이 레벨 신호가 입력되는가를 판단하고, 상기 인체 접촉에 따른 하이 레벨 신호가 입력되면 상기 표정 구동부를 통해, 상기 로보트가 기쁜 표정을 갖도록 그래픽 정보를 제공하는 단계; b) 상기 인체 접촉에 따른 하이 레벨 신호가 입력되지 않으면, 상기 물체 감지부를 통해 센서의 입력 신호 변화를 검출하며, 일정 시간동안 검출되지 않거나 상기 음성 인식부로부터 음향신호가 일정 시간동안 검출되지 않으면 상기 표정 구동부를 슬픈 표정을 디스플레이시키는 단계; c) 상기 센서의 입력 신호 변화가 일정 시간안에 다수 검출되고, 상기 촉각 센서로부터 인체 접촉에 따른 하이 레벨 신호가 소정 시간안에 다수 검출되거나, 상기 바닥 검출부를 통해 상기 로보트가 바닥으로부터 일정 거리 이격되었을 경우 상기 표정 구동부를 통해 화난 표정을 디스플레이시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예로 도시한 감정 표현 로보트의 저면 사시도이고,

도 2는 감정 표현 로보트의 정면 사시도이며,

도 3a,3b는 감정 표현 로보트의 표정을 실시예로써 도시한 것이고,

도 4는 감정 표현 로보트의 동작 제어를 위한 구성도이며,

도 5는 감정 표현 로보트의 동작 상태를 설명하기 위한 플로우챠트이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 감정 표현 로보트 101 : 몸체

103 : 촉각 센서 105 : 표정 디스플레이창

109 : 스피커 111 : 마이크

115 : 구동바퀴 119 : 적외선(리미트) 센서

203 : 시각 센서 401 : 중앙 처리 장치

403,405 : 인터페이스 407,409 : 메모리

411 : 시각 센서부 413 : 촉각 센서부

415 : 물체 감지부 417 : 바닥 검출부

419 : 배터리 감지부 425 : 표정 구동부

427 : 동작 메카니즘 429 : 소리 출력부

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예로 나타낸 감정 표현 로보트의 저면 사시도이다. 도 2는 정면사시도이고, 도 3은 감정 표현 로보트의 감정 표현의 일부로써 나타낸 얼굴 표정을 도시하고 있다. 예시된 도면과 같이, 감정 표현 로보트의 외관은 몸체(101), 날개(113) 및 상단부에 구비된 촉각 센서(103), 정면부에 마련된 표정 디스플레이창(105)으로 구성된다. 그리고 감정 표현 로보트(100)의 하단부(107)는 구동바퀴(115), 보조 바퀴(117), 바닥 감지를 위한 적외선 센서(119)로 구성된다.

상기 몸체(101)의 사방측으로 물체 감지 센서(121)가 각각으로 구비되며, 로보트의 양측 상단으로 마이크(111) 및 정면으로 스피커(109)가 장착된다. 물론, 상기 다수의 센서는 로보트의 형상과 크기에 따라 그 위치 및 센서의 갯수가 달리될 것이며, 날개(113) 대신 로보트의 팔을 구비하거나, 구동 바퀴(115)에 연동되는 로보트의 다리를 구비할 수 있음은 물론이다.

몸체(101)는 동물 형상을 포함하여 특정화되지 않은 가상의 로보트 형상이 될 수 있으며, 로보트의 형상에 따라 주변 시스템의 가변은 당연하다. 본 발명에서는 로보트의 표정 관리가 주요 목적인 바 얼굴 형상의 몸체(101)를 갖도록 하며, 날개(113)를 부가하고 있다. 날개(113)는 상기 구동 바퀴(115)와 연동되고 구동 바퀴(115)에 편심되도록 구동축을 형성하고, 상기 구동축의 회전 반경내에서 동작되도록 홈이 마련된 바를 장착하며, 상기 바는 힌지를 중심으로 유동되되 상기 날개(113)를 일정 방향으로 동작되도록 날개(113)와 조인된다. 따라서, 상기 구동축은 상기 홈에 끼워져 구동 바퀴(115)의 동작시 날개(113)가 연동되는 것이다.

상기 촉각 센서(103)는 본 발명의 실시예로 로보트(100)의 상단부에 장착되고 있으며, 사용자로부터의 텃치 강도를 감지한다. 따라서, 압력 센서를 이용하여 사용자가 강하게 텃치하였는지를 판단한다. 이는 사용자로 부터 쓰다듬었는지 또는 때렸는지를 구분하기 위한 것이며, 압력 센서 이외에 푸쉬 스위치를 사용할 수 있다. 푸쉬 스위치를 사용할 경우에는 스위치의 동작시간 예컨대, 푸쉬 스위치의 2회 이상 동작시 스위칭 시간 간격이 600mSec 이내일 경우는 이는 압력 센서의 강한 텃치와 동일한 모드로 판별하여 이는 사용자가 로보트를 때린 것으로 판별토록 하는 것이다. 또한 푸쉬 스위치의 스위칭 시간 간격이 600mSec 이상일 경우에는 로보트의 머리를 쓰다듬은 것으로 판별한다.

마이크(111)는 로보트(100)의 양 측면으로 장착되어 사용자의 음향을 판별한다. 로보트(100)의 정면을 기준으로 좌/우측에 구비된 마이크(111)는 각각으로 가청 주파수의 음향 신호를 입력받으며, 두 마이크(111)중 어느 일측의 음향 강도 및 감지 시간차에 따라 로보트의 동작 방향을 결정한다. 상기 두 마이크(111)로 상호 균일한 음향 강도(소정 기준치 범위내의 오차는 인정됨)가 입력되면 프로그램에 따라 이동 방향을 선택하며 이후 음향 강도 차이를 판별토록 하고 있다.

스피커(109)는 로보트(100)의 음성 신호를 출력하는 것으로, 기 저장된 음성 정보를 각종 센서의 입력 값에 따라 출력한다. 예컨대, 상기 촉각 센서(103)의 동작 상태에 따라 화난 어투 또는 부드러운 어투를 갖는 음성 정보가 제공되도록 하고 있다.

물체 감지 센서(121)는 로보트(100)의 하단부 전/후/좌/우에 각각으로 설치되며 초음파 센서를 사용함이 바람직하나, 로보트의 기능을 한정하여 적외선 센서를 이용할 수 있다. 상기 센서를 통해 물체의 위치 및 유동/정지 물체를 판별하며, 초음파 센서를 사용할 경우에는 물체와의 거리를 판별하거나 물체의 유동 또는 정지 상태를 검출한다. 물체의 유동 또는 정지 상태는 센서값의 변화폭이 기준치 이상일 경우 유동 물체로 판별하고, 기준치 이하일 경우 정지 상태로 판별한다.

적외선 센서 이용시에는 적외선의 송출과 더불어 수신되는 적외선 양을 판단하여 물체와의 거리를 판단할 수 있다. 즉, 적외선 수신부의 신호를 OP엠프 증폭을 통하여 고주파성 노이즈를 제거한 후, 중앙 처리 장치(401)를 통해 A/D 컨버팅하여수신 적외선 량을 판단하는 것이다. 이 때, 적외선 수신량에 기초하여 물체와의 거리를 산출하는 것이다.

구동 바퀴(115)는 각각으로 동작가능하도록 개별 동력을 구비한다. 따라서, 전진, 후진 및 좌회전, 우회전이 가능하며 두 개의 구동 바퀴(115)를 서로 다른 방향으로 동작시켜 회전이 가능하다. 또한 앞서 설명된 바와 같이, 구동 바퀴(115)의 측면 일측부로 축을 형성하여 상기 날개(113)와 연동되도록 하고 있으며, 보조 바퀴(117)는 로보트(100)의 동작중 균형을 잡기 위한 것이다.

적외선 센서(119)는 상호 이격된 홈을 갖고 일측으로 적외선 송출을 하며, 타측으로 적외선 수신을 하여, 바닥면이 정상인지를 판단한다. 각각의 홈은 소정의 기울기를 갖고 적외선이 송수신되도록 하고 있으며, 로보트(100)가 들어 올려지거나, 낭떨어지일 경우 적외선 센서(119)를 통해 감지토록 한다. 적외선 센서(119)는 리미트 스위치로 대치가능하며, 로보트(100)가 바닥면으로부터 이격되면 스위칭 절환됨을 이용하여 로보트(100)의 상태를 판별하는 것이다. 이 때, 리미트 스위치의 스위칭 바는 직선운동이 가능할 것이며, 낭떨어지를 감지하기 위해서는 전방 및 후방에 각각 설치됨이 바람직하다.

상기 몸체(101) 내부에는 진동 센서(미도시함)을 구비하여 로보트(100)의 충격 예컨대, 벽에 부딪혔을 경우 이를 감지하거나, 사용자가 로보트(100)를 흔들었을 경우 이를 감지하기 위해 사용된다. 진동 센서는 소정 무게의 추를 갖고 중력 방향으로 특정치의 탄성을 갖는 스프링으로 구성하여 상기 추의 움직임을 감지하는 것으로, 상기 추가 자화된 물체일 경우 추의 움직임 감지는 홀 센서가 가능하고,철일 경우에는 자력 센서가 가능할 것이다.

또한, 로보트(100)의 표정 디스플레이창(105)의 양측부로 시각 센서(미도시함)을 구비한다. 시각 센서는 광센서로써, 사용자가 로보트의 시야를 가리고 있는지를 판단하기 위해 사용된다. 광센서는 포토 트랜지스터, CDS, 포토 다이오드 등의 소자를 이용하여 주변이 어두운 상태인가를 판단할 때 사용된다.

표정 디스플레이창(105)은 도 2 및 도 3에 실시예로 도시되고 있으며, 로보트(100)의 표정을 디스플레이하기 위한 소자로써, LED를 이용한 도트 메트릭스 또는 파일럿 램프를 구비한 LCD가 가능하다. 표정 디스플레이창(105)으로 도시되는 표정은 기쁨, 화남, 슬픔으로 분류되며, LED 또는 LCD를 통해 각 표현을 디스플레이한다. 실시예로써, 도 2는 화난 표정을 디스플레이하고 있으며, 도 3은 슬픔, 기쁨을 각각으로 디스플레이한다.

도 4는 본 발명의 동작을 제어하기 위한 구성도이고, 도 5는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 예시된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 로보트(100)에 적용되는 센서 입력 구성은 상기 광센서의 동작을 검출하기 위한 시각 센서부(411), 푸쉬 스위치 또는 압력 센서의 동작을 판단하기 위한 촉각 센서부(413), 초음파 센서를 통해 물체의 근접 상태 또는 유동/부동 상태를 검출하기 위한 물체 감지부(415), 적외선 또는 리미트 스위치를 통해 바닥의 정상상태 여부를 판단하기 위한 바닥 검출부(417), 사용자 음성 신호의 위치를 판별하기 위한 음성 인식부(419), 로보트(100)의 배터리 용량을 검출하는 배터리 감지부(421)로 이루어진다.

로보트(100)의 출력 구성은 로보트의 표정을 디스플레이하기 위해 LED를 이용한 도트 메트릭스 또는 LCD의 구동을 수행하기 위한 표정 구동부(425), 로보트 (100)의 구동 바퀴(115)를 동작시키기 위한 것으로 각각의 DC 모터를 구비하고 제어 신호에 따라 모터의 동작을 수행하기 위한 동작 메카니즘(427), 기 저장된 디지털 음성 정보를 아날로그의 음향 신호로 출력하기 위한 소리 출력부(429) 및 로보트의 초기 동작 상태 및 로보트 구동에 따른 부가 정보를 사용자에게 알리기 위한 표시부(431)로 이루어진다.

상기 센서 입력 구성 및 출력 구성은 각각으로 입력 인터페이스(403)와 출력 인터페이스(405)를 통해 해당 정보가 입출력되며, 상기 정보를 총괄 제어하기 위한 중앙 처리 장치(401)가 구비된다. 중앙 처리 장치(401)는 데이터 메모리(407)와 프로그램 메모리(409)를 구비하며, 데이터 메모리(407)를 S-램과 플레쉬 메모리로 이루어져, 시스템의 동작상태에 따른 상태 정보를 저장한다. 프로그램 메모리(409)는 로보트의 입출력 제어를 위한 제어 프로그램이 저장되며, 데이터 메모리(407) 및 프로그램 메모리(409)는 중앙 처리 장치(401)의 용량에 따라 내부 메모리로 사용할 수 있다.

알에프(RF) 송수신부(433)는 중앙 처리 장치(401)의 입출력 포트에 접속되며, 출력 포트로는 본 로보트(100)의 정보를 송신한다. 정보라 함은 해당 로보트 (100)의 종류 정보, 버젼 정보, 현재 배터리 용량에 대한 용량 정보를 포함하며, 소정의 프로토콜을 통해 송신한다. 또한 입력 포트로는 상대측 로보트(동일 계통의 로보트가 2대 이상 존재할 경우)의 종류 정보, 버젼 정보, 현재 배터리의 용량 정보를 수신한다. 수신된 정보는 상기 데이터 메모리(407)에 저장토록 한다. 상기 버젼 정보는 해당 로보트의 동일 종류에서 버젼업시킨 로보트의 고유 정보로써, 상기 알에프 송수신부(433)를 통해 로보트간의 우위를 결정하기 위해 사용된다.

상기 알에프 송신부(433)는 아날로그화된 무선 이외에, 적외선 센서로 근거리에서 동작되도록 하여도 본 발명의 요지는 벗어나지 않을 것이며, 적외선 통신은 디지털 방식의 통신으로 에러 보정용 코드를 포함하여 소정의 프로토콜을 통해 상기 로보트의 종류 정보, 버젼 정보 및 배터리 정보를 송수신한다. 또한 적외선 통신을 근거리에서 사용되도록 하기 위해 수신전계 강도 검출 회로를 구비하여, 수신되는 적외선량을 검출하고 일정 레벨 이상에서만 통신이 이루어지도록 하고 있다.

물론, 상기 적외선은 일정의 주파수를 갖고 통신하도록 하여 주변 적외선에 의한 정보의 왜곡이 없도록 한다. 따라서 로보트는 상기 적외선 통신시 수신 전계 강도 검출 회로로부터 일정 레벨이하의 적외선량이 수신될 경우에는 주변에 로보트가 존재하지 않는 것으로 판단하며, 일정 레벨이상에서만 동족 로보트가 존재하는 것으로 판단하는 것이다.

이하, 로보트(100)의 동작을 플로우챠트를 통해 설명하면 다음과 같다. 먼저, 로보트(100)의 센서 입력에 따른 행위 판단과 상기 행위 판단에 따른 표현 모드 및 상기 표현 모드에 따른 행동 양식으로 구분된다.

행위 판단은 로보트의 눈이 가려졌는가, 로보트를 방치하고 있었는가, 로보트를 폭행했는가, 로보트를 들어올렸는가, 로보트와 놀아 주었는가 및 상대 로보트 검출 행위로 이루어지며, 상기 '로보트의 눈이 가려졌는가'는 시각 센서의 광센서로부터 신호 입력에 따른 것으로, 사용자가 상기 광센서를 손으로 가렸는가를 판단한다(S501). 광센서를 손으로 일정 시간 가릴 경우, 상기 시각 센서부(411)는 로우 레벨의 신호를 상기 입력 인터페이스(403)로 제공된다.

입력 인터페이스(403)는 소정의 코딩 작업을 거쳐 중앙 처리 장치(401)로 디코딩된 신호를 전송하며, 중앙 처리 장치(401)는 프로그램 메모리(409)에 저장된 제어 정보에 기초하여 로보트의 절전 모드로 전환시킨다(S513).

중앙 처리 장치(401)는 상기 시각 센서부(411)에서 입력된 로우 레벨의 신호가 일정 시간이상 경과하였는가를 판단하는 것으로, 판단 결과에 따라 로보트의 구동을 정지시킨다. 이는 중앙 처리 장치(401)가 출력 인터페이스(405)를 통해 상기 동작 메카니즘(427)을 디스에이블시켜 로보트의 구동 모터를 오프 절환시킨다. 이는 로보트(100)의 취침으로 가정한다. 이 때, 로보트는 상기 출력 인터페이스(405)를 디스에이블시키는 것으로, 입력 인터페이스(403)는 인에이블 상태로 유지한다.

한편, 사용자는 로보트(100)를 깨우기 위해 상기 촉각 센서(103)를 두드리며, 촉각 센서(103)로부터 인체 접촉에 따른 신호 예컨대, 하이레벨의 신호는 입력 인터페이스 (403)를 통해 중앙 처리 장치(401)로 제공된다. 중앙 처리 장치(401)는 출력 인터페이스(405)를 인에이블시켜 표정 구동부(425), 동작 메카니즘(427), 소리 출력부 (429) 및 표시부(431)로 전원 공급이 이루어지도록 한다. 이 때, 프로그램 메모리(409)에 기 저장된 로보트의 표정 정보를 상기 표정 구동부(425)로 전송토록 하여, 로보트는 기쁜 표정을 갖도록 LED 또는 LCD의 그래픽 정보를 제공한다. 또한 소리 출력부(429)를 통해 로보트가 잠에서 깨어남을 표현할 수 있다.

잠에서 깨어난 로보트(100)는 물체 감지부(415)를 통해 센서의 입력 신호 변화를 검출한다. 입력되는 신호가 지속적으로, 즉 일정 시간동안 검출되지 않으면 이는 로보트(100) 주변에 사용자가 존재하지 않는 것으로 판단하며, 중앙 처리 장치(401)는 출력 인터페이스(405)를 통해 표정 구동부(425)를 슬픈 표정이 디스플레이되도록 제어한다. 도 3a와 같으며, 프로그램 메모리(409)에 기 저장된 슬픈 표정 정보를 표정 구동부(425)로 출력하는 것이다(S515)

그리고, 동작 메카니즘(427)의 구동 모터를 제어하여 전진 또는 후진하여 특정의 고정 물체까지 이동한다. 특정의 고정 물체는 벽을 포함하여 주변에 방치된 다수의 물건을 포함한다. 로보트(100)는 동작 메카니즘(427)의 동작과 더불어 물체 감지부(415)를 동작시켜, 고정된 물체에 근접되었는가를 판단한다(S523). 물체 감지부(415)로부터 특정 거리 이내에 물체가 근접되어 있거나, 상기 진동 센서(미도시함)가 진동을 감지, 즉 상기 고정 물체게 부딪혀 진동 센서가 이를 감지하면 로보트(100)는 동작 메카니즘(427)을 디스에이블시켜 구동을 정지시킨다. 이는 로보트(100)가 외로움을 표현하기 위한 행동양식인 것이다(S527).

상기 행동 양식의 다른 실시예로써, 상기 물체 감지부(415)를 구성하는 4개의 센서중 2개 이상의 센서에서 고정된 물체를 감지토록 할 수 있다. 이는 구석진 곳을 찾기 위한 것으로, 프로그램 모드에 따라 물체 감지부(415)로부터 입력신호를 판단하는 것이다.

한편, 중앙 처리 장치(401)는 촉각 센서부(413)의 입력 신호를 지속적으로 감지하여, 사용자가 로보트(100)의 머리 부분(촉각 센서가 구비된 부위)을 연속으로 때렸을 경우, 이는 앞서 설명된 바와 같이 푸쉬 스위치를 통해 소정 시간내에 스위칭 신호 입력을 판단하여 로보트를 때렸는지를 판단하거나, 압력 센서에 의해 일정치 이상의 압력이 가해졌는가를 통해 판단한다. 이를 위해 압력 센서 사용시에는 촉각 센서부(413)에 A/D 컨버터를 구비할 수 있으며, 푸쉬 스위치를 사용할 경우에는 채터링 제거 필터 회로가 가미될 수 있다.

사용자가 로보트(100)를 때릴 경우, 촉각 센서부(413)를 통해 중앙 처리 장치(401)가 이를 감지하여 프로그램 메모리(409)의 동작 모드를 선택한다(S505). 이는 첫 번째 표현 모드로 진입하여 화난 상태를 표현하기 위해 이에 해당하는 디스플레이 정보를 메모리로부터 페치하여 출력 인터페이스(405)를 통해 표정 구동부 (425)로 제공된다. 이는 도 2의 표정 디스플레이창(105)에 도시된 바와 같으며, 표정 디스플레이가 완료되면, 상기 물체 감지부(415)로부터 주변에 유동 물체가 있는지를 판단한다(S523,S525). 유동 물체는 사용자가 될 수 있다. 상기 유동 물체가 없을 경우에는 제 1 동작 모드(S527)로 진입하여 해당 프로그램을 다운받는다.

로보트(100)의 화난 상태에서 제 1 동작 모드는 동작 메카니즘(427)을 통해 로보트(100)의 특정의 방향으로 이동하되, 특정의 물체가 감지될 때까지 이루어진다. 특정의 물체가 감지되면 로보트(100)는 일단 정지하며 상기 물체 감지부(415)를 통해 특정의 물체가 유동 물체인지 또는 정지 물체인지를 판별한다. 정지 물체일 경우에는 상기 동작 메카니즘(427)을 구동하여 로보트(100)는 방향 전환(특정의 방향은 아니더라도 현재의 위치를 변경함)을 수행하여 상기 과정을 반복한다. 로보트(100)는 지속적인 상기 과정 반복을 통해 유동 물체를 검출한다.

유동 물체를 검출할 경우에는(S525), 제 2 동작 모드로 진입하여 로보트 (100)는 화난 표정을 갖고 검출된 유동 물체를 따라가되, 상기 물체 감지부(415) 의 물체와의 거리가 '0'에 도달할 때까지 또는 진동 센서가 동작될 때까지 유동 물체를 따라가도록 동작 메카니즘(427)을 구동한다. 상기 물체 감지부(415) 또는 진동 센서의 동작은 상기 유동 물체와 충돌함을 감지하는 것으로, 충돌 감지시 동작 메카니즘(427)은 일정 거리 후진 후 상기 과정을 반복하여 화남에 따른 공격성을 표현한다.

한편, 사용자가 로보트(100)를 들어 올릴 경우(S507)는, 바닥 검출부(417)를 통해 중앙 처리 장치(401)가 검출하며, 이 때 화난 감정 모드(S517)로 진입하여 표정 구동부(425)를 화난 표정으로 디스플레이되도록 제어한다(S517). 로보트(100)의 화난 감정 모드는 상기 로보트(100)를 때렸을 경우와 동일 상태이며, 상기 S523, S527 또는 S525, S529 모드로 진입하여 상기 과정을 반복한다.

사용자는 로보트(100)와 유희를 즐길 수 있으며, 이는 물체 감지 센서부 (415), 촉각 센서부(413) 및 음성 인식부(419)를 통해 로보트(100)의 인식이 이루어진다. 상기 물체 감지 센서부(415)를 통해 물체의 유동상태를 감지하고, 촉각 센서부(413)에 의해 사용자로부터 쓰다듬어짐을 인지하며, 음성 인식부(419)에 의해 사용자의 위치를 설정하여 사용자와의 유희를 판단한다(S509). 이 때, 중앙 처리 장치(401)는 도 3b와 같이 기쁜 감정 표현이 디스플레이되도록 표정 구동부(425)를 제어하며, 음성 인식부(419)의 입력 정보에 연동되어 상기 동작 메카니즘(427)을 제어한다(S525,S529).

또한, 로보트(100)는 동족 로보트 발견시 동족 로보트를 인지하기 위한 기능을 포함하고 있으며, 이는 상기 알에프 송수신부(433)에 의해 근접 지역에 동족 로보트 유무를 판단한다(S511). 알에프 송수신부(433)는 해당 중앙 처리 장치(401)로부터 로보트(100)의 정보, 즉 배터리 소모 상태 정보, 로보트 종류 정보 및 로보트의 버젼 정보를 송출하고, 상대측 로보트로부터 상기 정보를 수신한다. 수신되는 상대측 로보트 정보는 데이터 메모리(407)에 저장되어, 프로그램 메모리(409)에 기 저장된 자신의 로보트 종류 정보 및 로보트 버젼 정보와 비교하여 우위 로보트를 결정한다. 물론, 상기 배터리 감지부(421)를 통해 현재 배터리 잔여량에 대한 정보를 인지하여 해당 정보를 교환하므로써, 상대측 로보트의 배터리 소모 상태 정보를 알 수 있도록 하고 있다.

로보트 종류 정보가 동일할 경우 로보트의 버젼 정보에 의해 우위를 가리게 되며, 상기 로보트 종류 정보 및 로보트의 버젼 정보가 모두 동일할 경우 배터리 소모 상태 정보에 의해 로보트의 우위를 가리게 된다(S521). 우위임으로 판단된 로보트는 제 3 동작 모드로 진입하여(S531), 상대측 로보트를 쫓아가게 되며, 우위가 아님으로 판단된 로보트는 제 3 동작 모드로 진입하여 물체 감지부(415)를 통해 감지되는 유동 물체의 역방향으로 전진 또는 후진하는 것이다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 감정 표현 로보트 제어 장치 및 제어 방법은 사용자의 행동에 따라 슬픔, 기쁨 및 화난 표정을 갖도록 표정 디스플레이창을 구비하며, 다수의 센서 입력 정보에 기초하여 상기 표정이 구현되도록 함과더불어, 각 표정에 따른 행동양식을 마련하여 장난감 로보트로써의 완성도를 증대시킬 뿐만 아니라, 고가의 센서를 이용하지 않고도 로보트의 다수 기능을 수행토록 하여 로보트의 생산단가를 저하시키는 효과를 얻는다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 감정 표현 로보트 제어 장치 및 제어 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 소정 형상의 몸체를 갖고, 전동력을 통해 이송이 가능한 감정 표현 로보트에 있어서,

   상기 로보트의 안면부 일측에 설치되어 주변의 밝기 정도를 판별하는 시각 센서부, 상기 로보트의 일측부에 설치되어 외력으로부터의 충격량을 판별하는 촉각 센서부, 상기 몸체의 사방측부에 각각 설치되어 주변 물체의 유무를 판별하는 물체 감지부, 상기 몸체의 저면부에 설치되어 상기 로보트가 바닥으로부터 일정 거리 이격됨을 판별하는 바닥 검출부, 상기 몸체의 양방측부에 각각으로 설치되어 음향 신호의 입력 및 위치를 판별하는 음성 인식부, 및 상기 로보트의 전동력을 구동하기 위한 배터리의 잔여량을 검출하는 배터리 감지부로 이루어진 센서 입력부;

   상기 로보트의 안면부 일측에 구비되어 표정 정보를 디스플레이하는 표정 구동부;

   상기 센서 입력부로부터 다수의 센싱 신호를 순차적으로 입력받아 선약된 정보를 토대로 디코딩을 수행하며, 기 저장된 상기 로보트의 각 표정 정보를 상기 표정 구동부로 전송하고 상기 로보트 이송을 위한 제어 신호를 전달하는 입출력 인터페이스부;

   상기 선약된 정보에 기초하여 상기 표정 정보를 생성하기 위한 테이블 정보를 보유하며, 상기 표정 정보에 대응한 상기 로보트 이송 형태 정보를 보유하여 상기 센서 입력부의 입력 정보에 따라 설정되는 상기 테이블 정보를 상기 표정 구동부로 제공하고, 상기 로보트 이송 형태 정보에 기초하여 상기 제어 신호를 출력하는 중앙 처리 장치; 및

   상기 로보트의 관련 정보를 전송하고 상대측 동족 로보트의 관련 정보를 수신하기 위한 적외선 송수신부를 포함하고,

   상기 중앙 처리 장치는 상기 적외선 송수신부를 통해 수신된 상기 상대측 동족 로보트의 관련 정보와 상기 로보트의 관련 정보를 비교하여 우위 로보트를 결정하고, 상기 로보트가 우위 로보트로 판단되는 경우 상기 로보트가 상기 상대측 동족 로보트를 미행하도록 구동 제어하고, 상기 로보트가 열위 로보트로 판단되는 경우 상기 상대측 동족 로보트로부터 멀어지도록 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 감정 표현 로보트.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제