KR100919602B1

KR100919602B1 - 알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어및 물체인식 교육용 로봇

Info

Publication number: KR100919602B1
Application number: KR1020070098266A
Authority: KR
Inventors: 방현; 방은오; 안병선; 김관형; 강성인
Original assignee: 방현; 방은오
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-09-29
Also published as: KR20090032777A

Abstract

본 발명은 알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇에 관한 것으로서, RFID통신, RF통신, IrDA송수신을 이용하여 RFID태그와 RF통신, IrDA송수신센서가 부착된 학습대상체와, 상기 학습대상체에 대한 코드값을 인식하고 해당코드에 따른 음성데이터출력 및 모터동작 명령을 수행하도록 하는 중앙처리부와, 학습대상체에 부착된 RFID태그를 인식하도록 안테나수신부를 가지고 구비되는 RFID판독부와, 학습대상체에 부착된 RF통신과 IrDA송수신센서의 명령데이터를 RF, IrDA송수신부를 통하여 명령데이터를 확인하고 장거리에 대해서도 데이터를 송수신 처리하는 RF, IrDA처리부와, 외부장치를 통한 인터페이스 입력, 마이크 음성입력, 접촉과 초음파 센서 또는 키패드 입력신호를 받는 입력부와, 학습대상체에 따른 음성, 음향데이터를 저장하는 음성데이터와 태그인식에 따른 실행데이터를 저장하는 데이터저장부와, RFID태그코드에 따라 학습대상체에 해당되는 교육내용을 음성, 화상 또는 움직임으로 표현하는 출력부와, 교육용 로봇의 구동과 휴대 및 충전을 지원하는 전원부로 구성된다.

Description

알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇{A EDUCATION ROBOT USING A RFID AND RF, IrDA COMMUNICATION FOR LEARNING MULTI LANGUAGES AND OBJECT RECOGNITION}

본 발명은 알에프아이디(Radio Frequency Identification) 통신과 알에프(Radio Frequency)통신, 아이알디에이(Infrared Date Association)송수신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 다국어 언어학습을 자율적이면서 능동적으로 수행할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 가정에서 사용되고 있는 교육용의 기자재는 말과 언어를 익히기 시작하는 영,유아들이 쉽게 흥미를 가지고 즐기면서 자연스럽게 학습할 수 있도록 시각적으로 식별이 우수한 형상의 외관을 가지고 있는 것이 특징이다.

이러한 교육용 기자재의 기초적인 것으로는 다양한 형상으로 구비되는 카드에 문자와 문자에 해당하는 그림 또는 사진을 함께 인쇄하여 부모와 함께 가지고 놀면서 부모가 읽는 것을 따라하도록 하는 것이다.

이로부터 발전된 형태로는 플라스틱 재질로 성형되는 완구의 내부에 메모리칩을 내장하고 완구의 외부에 구비되는 버턴 등을 조작함으로서 간단한 단어와 뜻 또는 그에 해당하는 소리를 출력하도록 하는 타입이 있다.

상기와 같이 카드타입 또는 완구타입의 교육 기자재는 지속적으로 발전하고 있기는 하나 그 내용과 외관적인 형상과 모양만 바뀔 뿐 학습효과를 증대시키기 위한 기능적인 면의 발전은 크게 없는 실정이다.

상기와 같이 종래 기술에서는 학습을 단순한 전자학습수단, 도서, 카드, 테이프 등을 이용하여 수행함으로서 초기에는 흥미를 유발하여 어느 정도 집중할 수 있으나, 시간이 경과함에 따라 쉽게 식상해 하기 때문에 학습효율과 능률을 높이지 못하게 된다.

특히, 학습을 위해서는 부모 또는 선생님이 어린이와 직접 대면한 상태에서 하나하나 설명하면서 이해시키는 형태이기 때문에 교육을 받는 어린이도 쉽게 이해할 수 없을 뿐 아니라 교육하는 입장에서도 보다 쉽고 흥미를 가지도록 유도하여 이해시키는 것이 사실상 어려운 문제가 있다.

또한, 교육형태가 거의 강제성을 가지기 때문에 초기에는 어린이들이 관심을 보이게 되다 시간이 경과함에 따라 쉽게 식상해 하고 흥미를 잃은 상태에서도 부모 또는 선생님들은 계속하여 학습하고자 하는 내용을 주입하기 때문에 성장과정에서 교육에 대한 흥미를 잃게 되고, 이로 인하여 학습에 대한 의욕의 상실을 물론 교육효과의 저하로 심화학습을 필요로 하는 청소년기에까지 그 영향을 미치게 되는 등 여러 문제점이 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서 다양한 학습대상체에 RFID태그를 부착하고 교육용 로봇 내부의 RFID를 통한 태그값을 인식하는 RFID판독부와 장거리의 RF통신, IrDA송수신을 통한 물체인식을 하도록 하는 RF처리부, IrDA처리부, 태그인식과 센서인식, IrDA코드인식에 따른 명령을 수행하도록 하는 중앙처리부, 음성데이터와 명령코드를 저장하는 실행데이터의 데이터저장부, 인터페이스의 외부장치입력과 녹음의 마이크입력 및 접촉과 초음파를 감지하는 센서신호 및 키입력 신호의 입력부, 음성데이터출력과 모터구동 및 모니터출력을 위한 출력부, 효율적인 전원공급을 위한 전원부로 구성하고;

상기 RFID태그인식에 따른 RF통신, IrDA송수신을 통해 자동으로 RF통신, IrDA송수신센서로의 명령데이터를 송신하여 명령을 수행하고 RF통신, IrDA송수신센서의 키입력을 받아 교육용 로봇에서 명령에 따른 다양한 형태의 출력을 통하여 학습가능하도록 하고 외부 인터페이스를 통한 학습데이터 메모리의 확장이 가능하도록 하는 것이 특징이다.

상기와 같은 본 발명은 본 발명은 RFID통신과 IrDA송수신을 이용한 교육용 로봇으로 학습대상체나 물체모형에 부착된 RFID태그의 데이터를 실내에서의 근접거리뿐만 아니라 장거리 상황에서도 인식하고 태그코드에 따라 학습물체모형에 해당되는 다국어 및 시청각학습데이터, 동화와 동요의 MP3 데이터 값을 스피커와 모니터로 출력하도록 하여 수동형 RFID태그로의 인식 거리한계를 해결할 수 있다.

또한 RFID태그를 근접시켜 태그녹음모드를 실행시켜 음성데이터를 바로 수정, 추가함으로써 소수의 RFID태그로도 다양한 학습내용을 표현할 수 있으며 로봇동작으로 학습 흥미를 유발시켜 활용도를 극대화시키며 RFID의 외부 인터페이스 프로그램을 통해서만 RFID태그 값이나 명령을 수정하였던 것을 단순화하여 쉽게 사용할 수 있다.

그리고 RFID태그카드 인식에 따른 녹음모드로 유아를 대상으로 하는 학습에도 부모의 음성이나 심장박동의 데이터를 쉽게 저장하고 출력하여 유아기에 필요한 두뇌성장을 촉진하고 유아안정과 함께 부모의 유아교육을 분담할 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇의 구성블럭도.

도 2는 본 발명의 기술이 적용된 알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇에 사용되는 학습대상체와 학습용구를 도시한 예시도.

도 3은 본 발명의 기술이 적용된 알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇에 사용되는 학습대상체에 부착되는 알에프, 아이알디에이를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 기술이 적용된 알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇을 예시적으로 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 기술이 적용된 알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇의 동작과정을 도시한 블럭도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

102; 중앙처리부

106; 입력부

128; 데이터저장부

136; 출력부

164; 전원부

500; 로봇

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 예를 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇의 구성블럭도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇에 사용되는 학습대상체와 학습용구를 도시한 예시도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇에 사용되는 학습대상체에 부착되는 알에프, 아이알디에이를 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇을 예시적으로 도시한 도면, 도 5는 본 발명의 기술이 적용된 알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇의 동작과정을 도시한 블럭도로써 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 RFID통신 및 RF통신, IrDA통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇(500)은, 학습대상체(E10)나 카드와 같은 학습용구(E14)에 RFID태그(200)와 RF통신(250), IrDA송수신센서(300)를 부착한다.

상기 RFID태그(200)와 RF통신(250), IrDA송수신센서(300)는 교육용 로봇(500)에 내장된 안테나수신부(122)와 RF송수신부(125), IrDA송수신부(127)를 통하여 RFID판독부(120)로부터 태그인식과, RF처리부(124)와 IrDA처리부(126)로부터 명령데이터코드를 인식하여 중앙처리부(102)에서 해당 정보를 비교, 판단 및 명령을 수행하도록 한다.

상기 교육용 로봇(500)에 내장되어 RFID태그(200)와 RF통신(250), IrDA송수신센서(300)를 인식하는 안테나수신부(122)와 RF송수신부(125), IrDA송수신부(127)는 로봇(500)의 내부에 위치하지 않고 로봇(500)의 표면 또는 표면과 근접한 위치에 구비하여 RFID태그(200)와 RF통신(250), IrDA송수신센서(300)를 가지는 학습대상체(E10)의 근접에 의하여 쉽게 인식할 수 있도록 함은 당연할 것이다.

또한 중앙처리부(102) 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원부(164)에는 배터리가 소모되면 전원체크를 통하여 전원 공급을 위한 도킹장소로 이동하고 배터리 전원을 충전하는 것은 물론, 멀티미디어 데이터 전송과 전자기기를 원격 객체 제어할 수 있도록 전력선통신처리부(160)를 가지는 전력선통신장치(162)를 더 구비한다.

상기 중앙처리부(102)는 인터페이스(108)를 통하여 컴퓨터와 같은 외부장치(400)와, 음성 및 음향데이터 녹음을 위한 마이크입력(110), 접촉인식을 위한 터치센서(116)와 거리 및 충돌인식을 위한 초음파센서(118), IrDA송수신부(126)의 키패드(114) 등의 센서신호 및 키입력신호(112)를 받을 수 있는 입력부(106)를 통하여 교육을 위한 다양한 데이터 정보를 인가받도록 한다.

상기 입력부(106)를 통하여 인가받은 교육에 필요한 정보는 중앙처리부(102)와 연계된 데이터저장부(128)를 통하여 음성데이터(130)와 실행데이터(132) 등으로 저장되도록 한다.

상기 데이터저장부(128)의 저장정보는 교육대상에 대한 연령이나 성별, 주제 등에 따르는 다양한 학습정보는 물론, 학습정보에 필요한 문자, 음성, 음악, 이미지, 동영상 등의 WAV, MP3, MPEG와 같은 멀티미디어 데이터를 포함하는 음성데이터(130)와, RFID태그 인식에 따르는 로봇(500)의 움직임을 제어하는 등의 실행명령을 위한 실행데이터(132)를 포함한다.

상기 데이터저장부(128)의 정보는 중앙처리부(102)에 의하여 데이터를 출력부(136)를 통하여 출력하게 됨으로서 학습을 수행할 수 있도록 한다.

상기 중앙처리부(102) 또는 RFID판독부(120)에는 RFID태그(200)가 부착된 여러 개의 학습대상체가 근접하여 태그 인식거리에 위치할 경우에는 다중의 태그 중 순차적인 코드에 따르는 수리음성 데이터를 출력하여 수리학습과 순차적 단어학습 또는 사칙연산코드를 통한 사칙연산학습을 수행하기 위한 다중태그인식모드를 더 가지도록 함은 당연할 것이다.

물론, 학습대상체에 RFID태그(200) 외에 1, 2차원적인 바코드를 통한 입력데이터를 인식하여 음성, 화상 또는 동작을 수행하기 위한 바코드인식수단을 중앙처리부(102) 또는 RFID판독부(120)에 더 구비하도록 한다.

또한, RF처리부(124)에는 학습대상체(E10)의 연결, 배열 구성에 따라 음악학습교구로 인식할 수 있도록 하거나, 학습대상체(E10)에 구비되는 터치센서 또는 광센서의 코드값을 인식하여 해당 콘텐츠를 출력할 수 있도록 한다.

상기 출력부(136)는 중앙처리부(102)의 명령처리에 따라 데이터저장부(128)를 통하여 태그 값에 해당되는 음성데이터(130)나 실행데이터(132)를 찾아 모터구동부(138), 모니터출력부(142), 다양한 소리를 통하여 내용을 인식시키기 위한 음성출력부(146)로 명령을 수행한다.

상기 모터구동부(138)는 교육용 로봇(500)의 이동 및 동작을 위하여 로봇(500) 자체가 움직이거나 로봇(500)에 구비되는 부가적인 운동수단을 움직이는 로봇동작(140)을 수행하며, 모니터출력부(142)는 학습정보, 전원체크(144)의 동작 등을 시각적인 화면을 통하여 내용을 보여주는 모니터(M)로 출력하도록 하고, 음성출력부(146)는 다국어 및 학습정보의 음성데이터재생(148), 녹음재생(150), 음향효과(152)를 스피커(S)를 통하여 출력한다.

또한 RFID태그(200)를 교육용 로봇(500)에 근접시켜 녹음을 실행시키면 RFID태그(200)코드에 따라 초기 저장된 음성데이터(130)를 자동으로 데이터저장부(128)에 수정 및 저장되도록 한다.

이는 소수의 RFID태그(200)로도 다양한 학습내용을 표현할 수 있으며 학습 흥미를 유발시켜 활용도를 극대화시키며 RFID리더기의 외부 인터페이스(108)를 통한 프로그램을 통해서만 RFID태그 값이나 명령을 수정하였던 것을 단순화하여 쉽게 사용하도록 하였다.

그리고 실내에서 장거리(10미터 이상)에 있는 학습대상체나 물체인식에 대한 학습방법은 교육용 로봇(500)과 학습대상체(E10)의 IrDA송수신센서(300)에 IrDA송수신부(127)를 함께 내장함으로써, RFID태그(200)를 근접시켜 RFID판독부(120)로부터 태그코드가 확인되면 데이터저장부(128)의 데이터가 실행되면서 IrDA처리부(126)를 통하여 자동으로 명령데이터를 IrDA송수신부(127)로 보내면 학습대상체에 부착된 IrDA송수신센서(300)에서 명령데이터를 수신하여 시각 또는 청각을 통하여 학습가능하게 된다.

즉, 시각 또는 청각을 통하여 식별 및 감지할 수 있도록 LED를 통하여 빛을 발하거나 스피커를 통하여 알람, 부저음, 또는 해당물체 고유의 소리를 발생하도록 함으로써 수동형 RFID의 근접(1M 이내)한 RFID태그(200) 인식거리 한계를 극복한 학습기능을 수행할 수 있다.

또한 학습대상체에 부착된 IrDA송수신센서(300)에서 키패드(114)를 통한 명령데이터를 송신하면 교육용 로봇(500) 본체의 IrDA송수신부(127)를 통하여 명령데이터를 수신하고 IrDA처리부(126)를 거쳐 중앙처리부(102)에서 데이터저장부(128)의 데이터를 출력부(136)를 통하여 출력하도록 한다.

이러한 기능을 통하여 IrDA송수신부(127)와 키패드(114)로 TV나 오디오 등의 멀티미디어시스템의 동작을 제어할 수 있으며, 귀중품이나 잘 잃어버리는 물품에 부착시킴으로써 분실위험도 줄여줄 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 동작을 살펴보면,

본 발명의 교육용 로봇(500)의 전원스위치를 켜면 로봇초기화(S1)를 하고 학습자가 교육용 로봇(500)과 학습대상체(E10)나 학습용구(E14)를 통한 신호인지, 녹음이나 설정명령인지 동작모드(S2)를 통하여 판단하게 된다.

상기 동작모드(S2)는 태그인식모드(S4), IrDA인식모드(S10), RF인식모드(S16), 센서인식모드(S16)의 네 종류의 모드가 있다.

교육용 로봇(500)은 RFID태그(200)신호에 대해 태그인식모드(S4)를 수행하고 RFID태그정보읽기(S6)를 하여 중앙처리부(102)에서 태그정보확인(S8)을 처리하고 데이터저장부(128)의 실행데이터확인(S24)을 하여 출력부(136)의 모터구동(S26), 음성데이터재생(S28), 모니터화면출력(S30), IrDA송신신호(S32)를 명령에 따라 출력한다.

상기 IrDA송신신부(127)에서 IrDA인식모드(S10)가 동작하면 인식코드수신(S12)을 하고, 중앙처리부(102)에서 코드정보확인(S14)을 처리하고 데이터저장부(128)의 실행데이터확인(S24) 하여 출력부(136)에서 명령에 따라 출력하고 종료한다.

그리고 RF송수신부(125)에서 RF인식모드(S16)가 동작하면 RF인식코드수신(S18)을 하고, 중앙처리부(102)에서 RF코드정보확인(S20)을 처리하고 데이터저장부(128)의 실행데이터확인(S24)하여 출력부(136)에서 명령에 따라 출력하고 종료한다.

앞서 세 종류의 신호를 인식하지 못하였다면 센서인식모드(S22)을 통해 키패드(114), 터치센서(116), 초음파센서(118) 입력에 따라 음성데이터 출력이나 명령을 수행하게 된다.

그리고 태그인식모드(S4)로 신호를 인식하면 RFID태그정보읽기(S6)를 하여 태그정보확인(S8) 후 실행데이터확인(S24)을 하여 출력부(136)의 명령에 따라 출력을 수행하면서 RF통싱ㄴ(250)이나 IrDA송수신센서(300)로 RF송신신호(S34), IrDA송신신호(S32)로 명령데이터를 송신하고 RF통신(250)이나 IrDA송수신센서(300)는 수신된 명령에 따라 빛이나 알람을 출력하여 장거리 학습대상물체를 제어할 수 있다.

또한 RF통신(250)이나 IrDA송수신센서(300)의 키 입력에 따라 송신부를 통하여 교육용 로봇(500)의 RF송수신부(125), IrDA송수신부(127)는 수신된 코드값에 해당되는 데이터저장부(128)의 데이터가 실행되도록 하여 수동형 RFID의 근접 거리의 RFID태그(200) 인식거리한계를 극복한 학습기능을 수행할 수 있다.

상기 RF송수신부(125), IrDA송수신부(127)은 교육용 로봇(500)의 본체와 학습대상체(E10)에 각각 함께 내장함으로써 장거리 인식센서를 통한 명령데이터를 주거나 받을 수 있도록 하는 상호 학습이 가능하도록 하였다.

이러한 기능을 이용하여 교육용 로봇(500)의 키패드(114) 입력을 받아 IrDA송신신호(S32)로 명령데이터를 출력하면 TV나 오디오 등의 멀티미디어시스템의 동작을 제어하거나 귀중품 등의 물품에 부착시킴으로써 분실의 위험도 줄여줄 수 있다.

실행데이터확인(S24)에 따른 교육용 로봇(500)의 출력은 로봇(500)의 이동 및 동작을 수행하는 모터구동(S26)과 학습대상물체 인식에 따른 다국어의 음성데이터재생(S28), 이미지나 텍스트, 동영상 등의 멀티미디어정보와 전원체크, 이퀄라이저 출력, 로봇환경 설정 등을 위한 모니터화면출력(S30), RFID태그(200)의 인식에 따른 RF통신(250)이나 IrDA송수신센서(300)로의 명령 송신을 위한 RF송신신호(S34), IrDA송신신호(S32) 출력을 수행한다.

상기 동작모드(S2)가 아니라면 설정모드(S40) 입력을 판단하여 인터페이스모드(S42)의 동작환경을 변경하거나 태그코드변경, 실행코드설정(S44)을 통한 RFID태그(200) 코드와 명령코드를 수정 또는 추가하며, 기능향상 업그레이드나 음성 및 학습데이터의 업데이트 작업을 수행한다.

상기 태그녹음모드(S50)는 태그코드가 인식된 녹음명령인지 판단하여 아니라면 녹음재생모드(S56)를 통해 녹음하고 녹음출력(S58)을 수행하고, 태그인식모드(S4) 상태에서 RFID태그(200)가 인식되고 태그녹음모드(S50)를 수행하면 RFID태그에 맞는 태그코드지정(S52) 하여 데이터저장부(128)의 음성데이터(130)로 녹음저장(S54)하여 출력한다.

이 기능을 통하여 소수의 RFID태그(200)로도 다양한 학습대상물체를 설정하여 교육하고 RFID태그코드 수정에 대하여 별도의 프로그램을 사용하지 않아도 쉽게 태그코드에 따른 데이터를 수정, 추가하여 학습효과를 극대화할 수 있도록 하였다.

이와 같이 구성된 본 발명의 RFID태그(200)와 IrDA송수신센서(300)의 학습대상체(E10)에 대하여 설명하면 다음과 같다.

교육용 로봇(500)은 학습대상체(E10)와 학습용구(E14)에 부착된 RFID태그(200)를 안테나수신부(122)를 통해 RFID판독부(120)에서 인식하고, 중앙처리부(102)가 판독된 내용과 일치하는 정보를 데이터저장부(128)의 정보를 불러와 비교하여 판단한 후 해당 정보를 출력부(136)를 통하여 출력하게 된다.

또한 태그인식에 따른 명령데이터를 IrDA송신신호(S32)를 통하여 송신출력하면 IrDA송수신센서(300)의 IrDA수신부(E28)에서 명령데이터를 수행하여 IrDA구동부(E22)의 LED램프나 부저를 통한 빛과 알람 신호를 출력한다.

그리고 IrDA송신부(E26)로 키 입력을 받아 교육용 로봇(500)으로 지정 명령데이터를 송신하면 교육용 로봇(500)의 IrDA송수신부(127)에서 명령데이터를 수신하고 IrDA처리부(126)에서 코드를 확인하여 중앙처리부(102)를 통하여 데이터를 출력하도록 한다.

상기 RFID태그(200), RF통신(250), IrDA송수신센서(300)는 고유코드값을 가지므로 다중코드 인식도 가능하여 상호작용을 할 수 있다.

상기 출력부(136)의 음성출력부(146)를 통한 음성출력은 한글과 영어학습 등의 다국어 학습내용을 태그코드의 해당 데이터와 동화, 동요, 감정의 MP3 데이터 값을 스피커(S)로 출력하도록 한다.

또한 RFID태그에 따른 녹음모드 기능을 이용하여 메시지의 녹음 재생을 수행하거나 RFID태그를 갖다 대고 녹음모드를 실행시키면 태그코드의 음성녹음이나 음향 데이터 정보를 수시로 쉽게 변경하도록 한다.

그리고 터치센서나 소리센서에 반응하여 인사나 감정표현의 음성을 출력하거나 내장된 모터의 구동으로 로봇이 동작하거나 이동하도록 한다.

따라서 학습자는 RFID기반의 교육용 로봇을 통하여 언제나 흥미롭게 자율적으로 학습대상체(E10)와의 거리에 구애받지 않고 태그코드 값의 해당 데이터를 수시로 쉽게 저장, 변경함으로써 다국어 언어학습과 물체인식 학습을 할 수 있다.

이에 다양한 형태와 재질의 교육용 로봇으로 흥미와 관심을 유발하고 한글과 영어 등의 다국어 학습과 물체정보인식 학습을 자율적으로 할 수 있도록 무선통신기법의 하나인 RFID통신과 RF통신, IrDA송수신센서를 이용하여 비접촉에 의한 RFID태그를 인식하고 태그에 따른 장거리에 있는 학습대상체는 RF통신, IrDA송수신센서를 통하여 장거리(실내에서의 10M 이상)에서도 물체를 인식하고 동작이나 음성출력을 하도록 고안한 것이다.

또한 음성녹음 모드로 태그에 맞추어 녹음저장과 재생이 쉽도록 하여 학습자의 교육용 로봇에 대한 관심을 집중시키고 친밀감으로 안정을 취할 수 있으며, 터치센서나 소리센서에 반응하여 인사나 감정표현의 음성을 출력하거나 내장된 모터의 구동으로 로봇이 동작하거나 이동하여 상호대화형 로봇으로의 구현도 가능하게 된다.

그리고 RF센서가 내장된 학습대상체(E10)는 여러 개를 하나의 배열로 구성할 수 있으며, 근접한 RF센서의 코드의 수를 RF처리부(124)에서 확인하여 음악학습교구로 인식하여 학습을 수행할 수 있도록 한다.

예를 들어 학습대상체(E10)의 배열이 7개이면 피아노로 인식하게 되고 학습대상체(E10)에 구비되는 터치버튼을 클릭하면 도레미파솔라시도와 같은 음계를 출력하여 피아노 음악교구로 활용할 수 있게 된다.

또한 학습대상체(E10) 4개를 사각형 형태로 배열하면 드럼으로 인식하여 역시 학습대상체(E10)에 구비되는 터치 버튼을 클릭함으로써 드럼을 치는 것과 같은 효과를 내도록 함으로써, 여러 개의 학습대상체 연결 배열에 따라 다양한 음악교구 학습기로의 역할을 수행할 수 있는 것이다.

상기 학습대상체의 콘텐츠 부분에 구비되는 터치버튼 또는 빛을 비추어 코드값을 인식하게 하는 광센서를 이용하여 인식된 코드값을 RF통신으로 RF처리부에 전달하고 중앙처리부(102)에서는 해당 코드값에 맞는 콘텐츠를 출력하는 학습교구와 교수자를 위한 학습콘텐츠를 출력하도록 한다.

물론 학습대상체에서 자체적으로 콘텐츠를 출력하도록 할 수 있도록 하여도 무방할 것이다.

Claims

학습대상체 또는 학습용구를 인식하여 해당되는 음성과 구동명령을 실행하여 학습을 수행하는 것으로 이루어지는 알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇에 있어서,

RFID태그와 RF통신, IrDA송수신센서가 부착된 학습대상체에 대한 코드값을 인식하고 해당코드에 따른 음성데이터출력 및 모터동작 명령을 수행하도록 하는 중앙처리부; 상기 학습대상체 또는 학습용구에 부착된 RFID태그를 인식하여 중앙처리부로 인가하도록 안테나수신부를 구비한 RFID판독부; 상기 학습대상체에 부착된 RF통신과 IrDA송수신센서의 명령데이터를 RF, IrDA송수신부를 통하여 명령데이터를 확인하고 장거리에 대해서도 데이터를 송수신 처리하여 중앙처리부로 인가하고 학습대상체의 연결 또는 배열구성에 따라 음악학습교구로 인식하고 학습대상체의 코드값을 인식하여 학습콘텐츠를 출력하는 RF 및 IrDA처리부; 외부장치를 통한 인터페이스 입력, 마이크 음성입력, 접촉과 초음파 센서 또는 키패드 입력신호를 받는 입력부; 학습대상체에 따른 음성, 음향데이터를 저장하는 음성데이터와 태그인식에 따른 실행데이터를 저장하는 데이터저장부; RFID태그코드에 따라 학습대상체에 해당되는 교육내용을 음성, 화상 또는 움직임으로 표현하는 출력부; 교육용 로봇의 구동과 휴대 및 충전을 지원하는 전원부로 이루어지며,

상기 RF 및 IrDA처리부는 교육용 로봇과 학습대상체에 내장되는 RF 또는 IrDA송수신부에 의하여 교육용 로봇의 RFID태그 인식에 따라 명령데이터를 RF 또는 IrDA송신신호로 출력하면 학습대상체에 부착된 RF 또는 IrDA송수신부에서 명령데이터를 수신하여 시각 또는 청각을 통하여 장거리에 위치한 대상물체의 인식 학습이 가능하고, 상기 교육용 로봇의 RF 또는 IrDA송수신부로의 키패드 값을 출력하여 멀티미디어시스템을 원격 제어할 수 있고,

상기 RFID판독부에는 RFID태그가 부착된 학습대상체가 여러 개가 근접하면 순차적인 코드에 따라 수리학습, 단어학습 또는 사칙연산학습을 수행하는 다중태그인식모드를 포함하고,

상기 전원부에는 전력선을 이용한 장거리 원격통신과 객체제어를 수행할 수 있도록 전력선통신처리부를 가지는 전력선통신장치를 포함하며,

상기 음성, 화상 또는 움직임으로 표현하는 출력부는 교육용 로봇에 RFID태그코드가 인식된 상태에서 녹음명령을 수행하면 RFID태그코드를 지정하여 데이터저장부의 음성데이터에 자동으로 녹음하여 저장하고, 터치센서, IrDA송수신센서의 명령에 따라 음성데이터를 출력하는 것을 포함하여 이루어지는 알에프아이디, 알에프, 아이알디에이통신을 이용한 다국어 및 물체인식 교육용 로봇.
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