KR101402661B1 - 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈 및 그 구조물 - Google Patents

Abstract

다양한 움직임을 모듈화하고 상호작용을 통해 다양한 컨텐츠를 디스플레이할 수 있는 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈 및 그 구조물을 제공한다.
키네틱 미디어 구현용 표면 모듈은 하우징과, 하우징에 장착되며, 다자유도를 가지는 델타 로봇과, 델타 로봇의 동작에 의해 이동되거나 형태가 변화하는 스킨을 포함하므로, 표면 모듈을 다양하게 디자인할 수 있고, 표면 모듈 간의 상호 작용에 의해 새로운 방식의 디스플레이가 가능하다.

Description

키네틱 미디어 구현용 표면 모듈 및 그 구조물{Surface module for kinetic media facade and structure of the same}

본 발명은 미디어 기술을 이용하여 건물의 내·외관과 디자인을 장식하는 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈 및 그 구조물에 관한 것이다.

일반적으로 키네틱 아트는 움직임을 의미하는 그리스어 “키네시스(Kinesis)에 어원을 두며 동력에 의해 움직이는 작품과, 관객이 작품을 움직일 수 있는 것으로 크게 나뉠 수 있다. 공기의 흐름이나 형태의 구조에 따라 상하좌우로 움직이며 형태에서 미묘한 변화를 보이는 모빌(mobile)은 키네틱아트의 일부이다. 이러한 키네틱아트와 미디어 기술을 융합하여 키네틱 미디어 아트가 연구되고 있으며, 그 일예로 키네틱 미디어 파사드가 있다. 키네틱 미디어 파사드는 조명 수단이나 디스플레이 장치 등과 같은 영상 장치인 미디어를 이용하여 건물 등의 외관을 장식하거나 디스플레이 수단으로 활용하는 것을 의미한다. 이러한 키네틱 미디어 파사드는 예컨데, 건물의 외벽에 LED 조명 등과 같은 발광 수단을 부착하고 이들을 제어하여 특정한 색상의 변화나 점멸 주기 등을 조절함으로써 건물의 미관을 좋게 하거나 정보를 공급하는데 활용되고 있다. 최근에는 미디어 기술의 발달에 힘입어 영상을 표현하도록 함으로써 건물의 내·외관이 단순한 구조체 이상의 미디어 활용 수단으로 이용될 수 있도록 하는 방향으로 발전하고 있다.

그러나, 현재 제안되고 있는 키네틱 미디어 파사드 기술은 단순히 LED 조명 수단이나 디스플레이 장치를 활용하여 색상이나 영상을 표현하는 정도에 불과하여 단조롭고 표현할 수 있는 색상에서도 평면적으로만 이루어지므로 외관 장식 효과 면에서 한계가 있고, 낮시간에만 사용할 수 있다는 한계점이 있으며, 건축물 이외의 객체의 반응을 고려하여 인터렉티브한 방식으로 키네틱 미디어 파사드를 구현할 필요성이 요망되고 있으며, 전자 간판, 빌보드 등에서도 키네틱 미디어를 구현할 필요성이 있다.

본 발명의 일측면은 다양한 움직임을 모듈화하고 상호작용을 통해 다양한 컨텐츠를 디스플레이할 수 있는 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈 및 그 구조물을 제공하고자 한다.

이를 위한 본 발명의 일측면에 의한 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈은 하우징;과, 상기 하우징에 장착되며, 다자유도를 가지는 델타 로봇; 및 상기 델타 로봇의 동작에 의해 이동되거나 형태가 변화하는 스킨을 포함할 수 있다.

상기 하우징은 상기 델타 로봇이 장착되는 로봇 플레이트와, 상기 스킨이 장착되는 표면 홀더와, 상기 로봇 플레이트와 상기 표면 홀더를 지지하는 지지 고정부를 포함할 수 있다.

상기 스킨은 상기 델타 로봇의 동작에 의해 이동 또는 형태가 변할 수 있는 복수 개의 구조를 가질 수 있으며, 상기 하우징에 교체 가능하게 마련될 수 있다.

상기 델타 로봇은 베이스와, 상기 베이스에 일단이 결합되는 복수 개의 로봇암과, 상기 복수 개의 로봇암에 각각 결합되는 복수 개의 링크암과, 상기 링크암의 일단에 결합되는 이펙터를 포함할 수 있다.

상기 이펙터에는 발광 수단이 결합되며, 상기 발광 수단은 복수 개의 컬러를 발광할 수 있는 엘이디를 포함할 수 있다.

상기 델타 로봇을 구동할 수 있는 서보 모터와, 상기 서보 모터를 제어하는 마이크로 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 의한 키네틱 미디어 구현용 구조물은 하우징; 및 상기 하우징에 복수 개 마련되며, 마이크로 컨트롤러를 각각 포함하는 표면 모듈을 포함하고, 상기 표면 모듈에 마련되는 마이크로 컨트롤러는 서로 간에 피드백 정보를 송수신하여 상기 표면 모듈의 동작을 제어할 수 있다.

상기 표면 모듈은 하우징, 상기 하우징에 마련되는 델타 로봇 및 상기 델타 로봇에 의해 이동 또는 변형되는 스킨을 포함할 수 있다.

상기 스킨은 상기 하우징에 교체 가능하게 장착되며, 상기 델타 로봇의 다자유도에 의해 수평 이동, 수직 이동 및 회전 이동될 수 있다.

상기 복수 개의 표면 모듈을 전체적으로 제어하는 제어 장치를 더 포함하고, 상기 제어 장치는 상기 복수 개의 표면 모듈에 마련되는 마이크로 컨트롤러를 개별 제어 방식, 집단 제어 방식 또는 인터렉션 제어 방식 중 적어도 하나의 제어 방식을 사용하여 제어할 수 있다.

상기 표면 모듈에는 상기 델타 로봇을 구동시킬 수 있는 서보 모터와, 복수 개의 컬러를 출력할 수 있는 발광 수단이 결합될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일측면에 의하면 표면 모듈들의 배치에 의해 다양하게 키네틱 미디어를 디자인할 수 있고, 표면 모듈의 움직임에 의해 다양하게 스킨을 디자인할 수 있으며, 표면 모듈 간의 상호 작용에 의해 새로운 방식의 디스플레이가 가능하다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 키네틱 미디어 구현용 구조물을 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈을 도시한 도면
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈에 여러 가지 스킨이 부착된 상태를 도시한 도면
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈에 부착된 발광 수단의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 키네틱 미디어 구현을 위한 구조물의 개략적인 제어 블록도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 키네틱 미디어 구현용 구조물을 도시한 도면이다.

키네틱 미디어 구현용 구조물(10)은 적어도 하나의 표면 모듈(100)이 결합된 형태로 마련될 수 있다.

표면 모듈(100)은 키네틱 미디어 구현 형태에 따라 여러 가지 구조로 조합될 수 있다. 표면 모듈(100)은 각각 하우징(130)에 델타 로봇(delta robot)(160)이 설치된 형태로 마련될 수 있다. 델타 로봇에 대한 기술은 공지 기술이며, 미국 특허 A-4,976,582에 기술되어 있다. 델타 로봇은 고정된 모터를 가진 베이스 플레이트를 구비하며, 베이스 플레이트에는 피봇 가능한 로봇암이 배치되어 있다. 표면 모듈(100)에서 작동하는 델타 로봇에 대한 기술은 도 2에서 구체적으로 설명한다.

표면 모듈(100)은 미도시된 스킨이나 발광 수단을 포함할 수 있다. 표면 모듈(100)에 마련된 델타 로봇(160)은 스킨을 이동시키거나 발광 수단의 위치를 변경시켜 키네틱 미디어를 구현할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈을 도시한 도면이다.

표면 모듈(100)은 하우징(130)과, 하우징(130)의 내부에 장착되는 델타 로봇(160)과, 델타 로봇(160)의 동작을 제어하는 마이크로 컨트롤러(190)와, 마이크로 컨트롤러(190)의 제어에 의해 델타 로봇(160)을 구동시키는 서보 모터(170)를 포함할 수 있다.

하우징(130)은 델타 로봇(160)이 장착되는 로봇 플레이트(131)와, 로봇 플레이트(131)에 연결되어 지지 기능을 하는 지지 고정대(132)와, 지지 고정대(132)에 의해 지지대며 후술하는 스킨을 장착시킬 수 있는 표면 홀더(133)를 포함할 수 있다.

델타 로봇(160)은 베이스(161)와, 베이스(161) 상에 볼조인트(162)에 의해 일단이 결합되어 있으며, 서보 모터(170)에 의해 각도가 조절되는 3개의 로봇암(163)과, 로봇암(163)의 일단에 관절 연결되는 3개의 링크암(164)과, 3개의 링크암(164)의 일단에 결합되는 이펙터(165)를 포함할 수 있다. 이 때, 이펙터(165)의 상부는 멀티-컬러를 가지는 발광 수단166)이 장착될 수 있다.

델타 로봇(160)은 고정된 베이스(161)를 기점으로 하여 로봇암(163) 및 링크암(164)이 각기 관절운동을 하면서 이펙터(165)를 상하, 전후 및 좌우로 이송시키는 동작을 하게 된다.

마이크로 컨트롤러(190)는 서보 모터(170)를 구동시켜 델타 로봇(160)의 동작을 제어할 수 있다. 마이크로 컨트롤러(190)는 미도시된 외부의 제어장치와 명령 정보 또는 피드백 정보를 송수신하여 델타 로봇(160)의 동작을 제어할 수 있다. 도 1에 도시된 키네틱 미디어 구현용 구조물(10)에 포함되는 어느 하나의 표면 모듈(100)의 마이크로 컨트롤러(190)는 다른 표면 모듈(100)의 마이크로 컨트롤러(190)와 피드백 정보를 송수신하여 인터렉티브한 동작을 수행할 수도 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈에 여러 가지 스킨이 부착된 상태를 도시한 도면이다.

도 3a 및 도 3b는 표면 모듈(100)의 표면 홀더(133)에 원형 스킨이 부착된 상태를 도시한 도면이다. 원형 스킨(200a)은 하우징(130)에 부분 장착된 후 델타 로봇(160)의 동작에 따라 키네틱 미디어 를 구현할 수 있다. 표면 모듈(100)의 각각의 동작에 따라 원형 스킨(200a)이 부분 돌출되는 형태를 만들어 건물의 외곽이 움직이는 것처럼 나타낼 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 표면 모듈(100)의 표면 홀더(133)에 삼각 형태의 스킨(200b)이 4개 부착된 상태를 도시한 도면이다. 델타 로봇(160)은 4개의 삼각 형태의 스킨(200b)의 이동을 제어할 수 있게 된다. 복수 개의 표면 모듈은 각각의 동작에 따라 공간 오픈 또는 클로즈 동작을 수행할 수 있게 된다.

도 5a 및 도 5b는 표면 모듈(100)에 꽃 모양의 스킨(200c)이 부착된 것을 도시한 도면이다. 델타 로봇(160)은 수직 운동으로 꽂 모양 스킨(200c)의 입구을 오픈시키거나 클로즈시키는 동작을 수행할 수 있다.

상술한 것처럼, 스킨(200)은 사용자가 여러가지 환경을 경험할 수 있도록 재료, 패턴 및 표면 효과 등이 다양하게 구현될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈에 부착된 발광 수단의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

표면 모듈(100)에 마련되는 델타 로봇(160)의 이펙터(165)에 발광 수단166)이 부착될 수 있다. 발광 수단166)은 마이크로 컨트롤러(190)의 제어에 의해 온 또는 오프가 제어되며, 델타 로봇(160)의 동작에 의해 이동될 수 있다. 복수 개의 발광 수단166)을 표면 모듈(100)의 마이크로 컨트롤러(190)가 각각 제어할 수 있다. 복수 개의 표면 모듈(100) 중 어느 하나의 마이크로 컨트롤러(190)는 다른 표면 모듈(100)의 마이크로 컨트롤러(190)로부터 피드백 정보를 수신하고, 피드백 정보를 반영하여 발광 수단을 턴-온 또는 턴-오프시킬 수 있으며, 델타 로봇(160)의 동작 패턴도 반영할 수 있다. 예를 들어, 인접한 표면 모듈(100)의 발광 수단이 턴-오프된 상태이면, 자체 발광 수단을 턴-온시킬 수 있고, 인접한 표면 모듈(100)의 델타 로봇(160)이 시계 방향의 회전 동작을 구현하는 상태이면, 반시계 방향의 회전 동작을 구현할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 키네틱 미디어 구현을 위한 구조물의 개략적인 제어 블록도이다.

키네틱 미디어 구현용 구조물(10)은 복수 개의 표면 모듈(100)을 총괄적으로 제어하는 제어 장치(400)와, 제어 장치(400)로부터 명령 신호를 수신하여 표면 모듈(100)을 동작시키거나 제어 장치(400)로 피드백 신호를 송수신하는 마이크로 컨트롤러(190)를 포함할 수 있다.

제어 장치(400)는 복수 개의 표면 모듈(100) 각각을 제어하기 위한 제어 신호를 발생하는 제어 신호 생성 모듈(410)과, 키 입력 신호가 수신될 때 제어 신호를 원격으로 해당 표면 모듈(100)로 전송하기 위한 송신용 통신 모듈(420)과, 표면 모듈(100)로부터 피드백 신호를 수신하는 수신용 통신 모듈(430)을 포함하여 구성될 수 있다.

제어 신호 생성 모듈(410)은 표면 모듈(100)에 포함되는 델타 로봇(160)의 다자유도를 이용한 수평 이동 신호, 수직 이동 신호, 회전 이동 신호를 생성할 수 있다. 제어 신호 생성 모듈(410)은 표면 모듈(100)에 발광 수단이 설치된 경우 발광 수단의 색상 및 밝기 제어 신호를 생성할 수 있다.

마이크로 컨트롤러(190)는 표면 모듈(100)의 각각에 설치되며, 제어 장치(400)로부터 송신되는 제어 신호를 수신하고, 표면 모듈(100)의 동작을 제어할 수 있다. 복수 개의 표면 모듈(100) 중 어느 하나에 설치된 마이크로 컨트롤러(190)는 다른 표면 모듈(100)에 설치된 마이크로 컨트롤러(190)로부터 피드백 신호를 수신할 수 있다. 한편, 다른 표면 모듈(100)의 피드백 정보를 수신한 마이크로 컨트롤러(190)는 해당 정보에 따라 자체 표면 모듈(100)의 동작에 그 정보를 반영할 수 있다.

키네틱 미디어 구현을 위한 표면 모듈(100)은 멀티-루프 시스템에 의해 구동될 수 있다. 멀티-루프 시스템은 소프트웨어와 하드웨어 즉, 표면 모듈(100)과의 피드백 구조가 형성된다. 멀티-루프 시스템의 소프트웨어는 하드웨어와의 인터렉션을 비교하고 변화시킬 수 있다.

키네틱 미디어 구현을 위한 표면 모듈(100)은 상호간에 피드백 정보의 교환이 가능하며, 전체 시스템을 제어하는 소프트웨어에 피드백 정보를 보내 동작 지시를 받을 수 있다.

전체를 총괄하는 제어 장치(400)는 키네틱 미디어 구현을 위한 표면 모듈(100)을 개별 제어하거나, 복수 개의 표면 모듈(100)을 집합 제어하거나, 표면 모듈(100) 간의 인터렉션 제어를 수행할 수 있다. 개별 제어 방식은 표면 모듈(100)과 개별 통신하여 각각 제어하는 방식이고, 집단 제어 방식은 전체 표면 모듈(100)을 일률적으로 제어하는 방식이며, 인터렉션 제어 방식은 표면 모듈(100) 각각에 대한 피드백 정보를 전송받아 명령을 전송하며, 표면 모듈(100) 간에도 피드백 정보가 교환되어 동작 형태가 정해지는 제어 방식이다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구범위의 범위에 속함은 자명하다.

Claims (11)

1. 하우징;
   상기 하우징에 장착되며, 다자유도를 가지는 델타 로봇; 및
   상기 델타 로봇의 동작에 의해 이동되거나 형태가 변화하는 스킨을 포함하며,
   상기 스킨은 적어도 하나 마련되어 상기 하우징에 부착되며, 상기 델타 로봇의 동작의 변화에 따라 다른 키네틱 미디어 환경을 구현하는 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징은 상기 델타 로봇이 장착되는 로봇 플레이트와, 상기 스킨이 장착되는 표면 홀더와, 상기 로봇 플레이트와 상기 표면 홀더를 지지하는 지지 고정부를 포함하는 것인 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 스킨은 상기 델타 로봇의 동작에 의해 이동 또는 형태가 변할 수 있는 복수 개의 구조를 가질 수 있으며, 상기 하우징에 교체 가능하게 마련되는 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 델타 로봇은 베이스와, 상기 베이스에 일단이 결합되는 복수 개의 로봇암과, 상기 복수 개의 로봇암에 각각 결합되는 복수 개의 링크암과, 상기 링크암의 일단에 결합되는 이펙터를 포함하는 키네틱 미디어 구현용 표면 모듈
5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제 4 항에 있어서,
   상기 이펙터에는 발광 수단이 결합되며, 상기 발광 수단은 복수 개의 컬러를 발광할 수 있는 엘이디를 포함하는 키네틱 미디어 구현용 위한 표면 모듈.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 델타 로봇을 구동할 수 있는 서보 모터와, 상기 서보 모터를 제어하는 마이크로 컨트롤러를 더 포함하는 키네틱 미디어 구현용 위한 표면 모듈.
7. 하우징;
   복수 개의 표면 모듈을 제어하는 제어 장치; 및
   상기 하우징에 복수 개 마련되며, 마이크로 컨트롤러를 각각 포함하는 표면 모듈을 포함하고,
   상기 표면 모듈에 마련되는 마이크로 컨트롤러는 상기 제어 장치를 통해 다른 표면 모듈의 마이크로 컨트롤러와 피드백 정보를 교환하고, 교환된 피드백 정보에 따라 동작 형태를 제어하는 키네틱 미디어 구현용 구조물.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 표면 모듈은 하우징, 상기 하우징에 마련되는 델타 로봇 및 상기 델타 로봇에 의해 이동 또는 변형되는 스킨을 포함하는 키네틱 미디어 구현용 구조물.
9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제 8 항에 있어서,
   상기 스킨은 상기 하우징에 교체 가능하게 장착되며, 상기 델타 로봇의 다자유도에 의해 수평 이동, 수직 이동 및 회전 이동될 수 있는 키네틱 미디어 구현용 구조물.
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수 개의 표면 모듈을 전체적으로 제어하는 제어 장치를 더 포함하고,
    상기 제어 장치는 상기 복수 개의 표면 모듈에 마련되는 마이크로 컨트롤러를 개별 제어 방식, 집단 제어 방식 또는 인터렉션 제어 방식 중 적어도 하나의 제어 방식을 사용하여 제어하는 것인 키네틱 미디어 구현용 구조물.
11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 8 항에 있어서,
    상기 표면 모듈에는 상기 델타 로봇을 구동시킬 수 있는 서보 모터와, 복수 개의 컬러를 출력할 수 있는 발광 수단이 결합되는 키네틱 미디어 구현용 구조물.
    

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