KR101505598B1 - 로봇 교육 장치 - Google Patents

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KR101505598B1
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Abstract

로봇 교육 장치가 개시된다. 로봇 학습을 위한 학습자의 단말기에 로봇 교육 관련 데이터를 전송하는 로봇 교육 장치에 있어서, 상기 학습자 단말기와 유선 또는 무선 통신망으로 연결되어 데이터를 송수신하는 송수신부; 상기 학습자 단말기로부터 수신한 로봇 조립 신호에 상응하여 시뮬레이션된 로봇을 조립하며, 상기 학습자 단말기로부터 수신한 로봇 명령 함수에 상응하는 로봇 제어 결과를 출력하는 학습 처리부; 상기 로봇 명령 함수에 따른 로봇 제어 결과를 시뮬레이션하여 출력하는 시뮬레이션 처리부; 및 상기 로봇 명령 함수에 상응하여 하드웨어로 형성된 로봇의 동작을 제어하는 하드웨어 제어부를 포함하는 로봇 교육 장치는 학교 내 로봇 교실을 상설화하고 창의력, 논리적 사고력을 향상시키며, 체험 및 캠프 학습을 통한 협동심을 향상시키는 교육 효과를 가지며, 인터넷 기반에서 로봇 제어 언어에 대한 학습과 에뮬레이션 및 실제 로봇과의 연동을 통하여 높은 학습효과를 얻을 수 있다.

Description

로봇 교육 장치{Apparatus for educating a robot}
본 발명은 로봇 교육 장치에 관한 것이다.
로봇은 초, 중, 고등 교육 과정에서 다루는 수학, 물리, 제어, 컴퓨터, 로봇, 과학 기술 등 창의적인 학습의 소재가 된다. 그리고 학생들이 로봇의 제작 및 작동 원리를 학습함으로써 창의성이 개발될 뿐만 아니라 문제 해결 능력이 향상될 수 있다.
하지만, 로봇은 학생들이 직접 구입하기에는 고가이고, 이를 동작시키기 위한 프로그램을 생성하는 것이 학생들한테 쉽지 않은 상태이다. 따라서 로봇 교육을 학생들이 쉽고, 간편하게 받을 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명은 현재 정부의 정책인 사교육비 절감의 일환으로 실시 중인 학원대신 방과후 교육에서 실시되어, 인터넷에만 접속하면 학교에서나 가정에서 로봇 교육을 상설화하고 창의력, 논리적 사고력을 바탕으로 로봇을 조립하고 로봇 제어 프로그램을 교육하며, 화면에서 로봇 조립 후에 동작시켜서 학원보다 상대적으로 저렴한 비용으로 교육 효과를 가지는 로봇 교육 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 인터넷만 연결되면 로봇 제어 언어에 대한 학습과 에뮬레이션 및 실제 로봇과의 연동을 통하여 높은 학습효과를 얻을 수 있는 로봇 교육 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 실제 로봇 제어, 조립, 동작을 학습하기 위하여 시간, 장소, 비용, 교사 수급 등 기존의 제한된 응용 환경에서 벗어나, 교육용 로봇 및 다양한 로봇 교육 콘텐츠를 이용해 문제 인식 및 문제 해결력을 배양할 수 있는 로봇 교육 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 언제 어디서나 양질의 교육을 받을 수 있는 로봇 포털 사이트를 구축하여 로봇 만들기, 조립하기, 제어하기, 향 후 실제 로봇의 완성을 유도하도록 하는 학습 효과를 거둘 수 있는 로봇 교육 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 로봇 학습을 위한 학습자의 단말기에 로봇 교육 관련 데이터를 전송하는 로봇 교육 장치에 있어서, 상기 학습자 단말기와 유선 또는 무선 통신망으로 연결되어 데이터를 송수신하는 송수신부; 상기 학습자 단말기로부터 수신한 로봇 조립 신호에 상응하여 시뮬레이션된 로봇을 조립하며, 상기 학습자 단말기로부터 수신한 로봇 명령 함수에 상응하는 로봇 제어 결과를 출력하는 학습 처리부; 상기 로봇 명령 함수에 따른 로봇 제어 결과를 시뮬레이션하여 출력하는 시뮬레이션 처리부; 및 상기 로봇 명령 함수에 상응하여 하드웨어로 형성된 로봇의 동작을 제어하는 하드웨어 제어부를 포함하는 로봇 교육 장치가 제공된다.
또한, 본 실시예는 상기 로봇 명령 함수에 상응하여 동작하는 로봇을 촬영하여 영상 데이터를 생성하는 비전 시스템을 더 포함하되, 상기 송수신부는 상기 생성된 영상 데이터를 상기 학습자 단말기로 전송할 수 있다.
여기서, 상기 학습 처리부는, 상기 제어될 로봇의 종류를 상기 학습자로부터 입력받아 설정하는 모델 설정부; 상기 설정된 로봇의 동작을 제어하는 함수를 상기 학습자로부터 입력받는 함수 입력부; 상기 학습자로부터 입력받은 로봇 동작 제어 함수의 목록을 표시하는 목록 표시부; 상기 설정된 로봇의 종류에 상응하여 상기 로봇이 이동하는 특정한 경로를 포함하는 미션 맵을 출력하는 맵 표시부; 및 상기 로봇이 상기 맵의 경로를 이동하는 시간을 표시하는 시간 표시부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 함수 입력부는 각 함수와 대응되는 함수 입력 버튼을 구비하며, 상기 학습자가 상기 함수 입력 버튼을 하나 혹은 여러 함수를 조합하여 클릭하는 경우 상기 대응되는 함수가 입력될 수 있다.
여기서, 상기 시간 표시부는 상기 맵 표시부에 표시된 맵의 경로에 상응하여 목표 시간 및 현재 이동 시간을 표시할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 로봇 교육 장치는 학교와 가정에서 방과후 로봇 교실을 상설화하고 창의력, 논리적 사고력을 향상시키는 교육 효과를 가지며, 인터넷 기반에서 로봇 제어 언어에 대한 학습과 에뮬레이션 및 실제 로봇과의 연동을 통하여 높은 학습효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 로봇 교육 장치는 기존 센서들의 제한된 응용 환경에서 벗어나 인간의 감각기능을 적용 시킬 수 있는 교육용 로봇 및 다양한 콘텐츠를 이용해 문제 인식 및 문제 해결력을 배양할 수 있으며, 언제 어디서나 양질의 교육을 받을 수 있는 로봇 포탈사이트를 구축하여 높은 학습 효과를 거둘 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 교육 장치가 포함된 전체 시스템 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 교육 장치의 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 교육 장치 중 학습 처리부의 블록 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 교육 방법의 흐름도.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 교육 장치의 화면 구성도.
도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 교육 장치의 로봇 조립 화면 구성도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 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.
본 명세서에서 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 명세서에서, "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.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 교육 장치가 포함된 전체 시스템 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 로봇 교육 장치(100), 로봇(200), 학습자 단말기(300), 에뮬레이터(400), 비전 시스템(500)이 도시된다.
본 발명은 초중등 교육 과정에서 다루는 수학, 과학, 물리, 제어, 컴퓨터, 로봇 등 각종 지식이 모여 새로운 기술을 고안해 내는 학습 소재이며 로봇의 제작 및 작동 원리를 학습함으로써 기획력, 논리력, 응용력, 상상력, 창의력, 기억력, 문제 해결 능력 등을 향상시키는 교육인 로봇 교육을 학습자가 용이하게 온라인으로 수행할 수 있는 특징이 있다. 즉, 학습자가 인터넷을 통하여 시뮬레이션된 로봇을 조립하고, 하나 혹은 여러 함수를 조합하여 제어할 수 있는 다양한 명령을 통해 실제 하드웨어로 조립된 로봇을 조작할 수 있는 특징이 있다.
로봇 교육 장치(100)는 학습자 단말기(300)로부터 로봇과 관련된 다양한 데이터를 수신하여 시뮬레이션되는 로봇을 조립하고, 실제 하드웨어로 제작된 로봇(200)을 제어할 수 있다. 로봇 교육 장치(100)는 서버로서 역할을 수행하며, 각 기능을 수행하는 프로그램은 각 학습자 단말기(300)에 맞게 미들웨어로 제작될 수 있다.
학습자 단말기(300)는 학습자가 사용하는 단말기로서, 예를 들면, PC, 휴대용 단말기가 될 수 있으며, 휴대용 단말기는 PDA(Personal Digital Assistant), 핸드 헬드 PC(Hand-Held PC), 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 스마트폰, MP3 플레이어, MD 플레이어와 같이 범용의 또는 특화된 용도의 컴퓨팅 장치로서, 멀티미디어 재생 기능을 수행할 수 있는 마이크로프로세서를 탑재함으로써 일정한 연산 동작을 수행할 수 있는 단말기를 통칭하는 개념으로 해석된다.
에뮬레이터(400)는 학습자 단말기(300)로부터 수신한 로봇 조립 신호에 상응하여 조립되는 로봇을 에뮬레이션하기 위한 장치가 될 수 있다.
비전 시스템(500)은 학습자 단말기(300)로부터 수신한 로봇 명령 함수에 상응하여 실제로 동작하는 하드웨어 로봇을 촬영하여 영상 데이터를 생성한다. 여기서, 비전 시스템(500)은 카메라처럼 실시간으로 촬영된 로봇이 표시되어 나타나는 화면이 될 수 있다. 생성된 영상 데이터는 학습자 단말기(300)에서 영상으로 출력될 수 있으므로, 학습자는 자신의 학습 결과를 체크할 수 있는 장점이 있다.
즉, 본 실시예에 따르면, 학습자가 로봇을 실제 구입하지 않더라도 로봇을 조립, 조작할 수 있도록, 인터넷 상에서 시뮬레이션을 이용하여 로봇을 조립하고, 로봇을 제어하기 위한 함수를 작성하여 실제 로봇을 동작시키며, 조작된 로봇은 비전 시스템(500)에 의해 촬영함으로써, 사용자는 자신이 동작을 제어한 로봇의 움직임을 볼 수 있으므로 인터넷 기반 로봇 제어 언어에 대한 학습과 에뮬레이션 및 실제 로봇과의 연동을 통하여 높은 학습 효과를 얻을 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 교육 장치의 블록 구성도이다. 도 2를 참조하면, 로봇 교육 장치(100)는 송수신부(110), 학습 처리부(120), 피드백부(130), 시뮬레이션 처리부(140), 하드웨어 제어부(150), 제어부(160)를 포함할 수 있다.
송수신부(110)는 학습자 단말기(300)와 유선 또는 무선 통신망(인터넷 등)으로 연결되어 데이터를 송수신한다. 또한, 송수신부(110)는 상술한 바와 같이 비전 시스템(500)에서 생성된 영상 데이터를 학습자 단말기(300)로 전송할 수 있다.
학습 처리부(120)는 학습자 단말기(300)에서 소정의 로봇 관련 데이터를 수신하여 이에 대한 학습 내용을 처리하기 위한 구성요소이다. 즉, 학습 처리부(120)는 학습자 단말기(300)로부터 수신한 로봇 조립 신호에 상응하여 시뮬레이션된 로봇을 조립하며, 학습자 단말기(300)로부터 수신한 로봇 명령 함수에 상응하는 로봇 제어 결과를 출력한다.
피드백부(130)는 학습자 단말기(300)로부터 수신한 데이터에 피드백하여 생성된 관련 내용을 학습자 단말기(300)에게 전송할 수 있다. 피드백부(130)는 학습 처리부(120)에 포함되어 기능하거나 또는 별도의 기능부로 구별될 수 있다.
시뮬레이션 처리부(140)는 로봇 명령 함수에 따른 로봇 제어 결과를 시뮬레이션하여 출력한다. 또한, 시뮬레이션 처리부(140)는 로봇 조립을 위한 데이터를 수신하여 조립 과정을 시뮬레이션함으로써 로봇 조립 자체를 시뮬레이션으로 표시할 수 있다.
하드웨어 제어부(150)는 로봇 명령 함수에 상응하여 하드웨어로 형성된 로봇의 동작을 제어한다. 제어부(160)는 하나 혹은 여러 함수를 조합하여 상술한 다양한 각 기능 요소들이 개별적으로 또는 서로 연동하여 작동할 수 있도록 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 교육 장치 중 학습 처리부의 블록 구성도이다. 도 3을 참조하면, 학습 처리부(120)는 모델 설정부(121), 함수 입력부(122), 목록 표시부(123), 맵 표시부(124), 시간 표시부(125)를 포함할 수 있다.
모델 설정부(121)는 제어될 로봇의 종류를 학습자로부터 입력받아 설정할 수 있다. 제어될 로봇의 종류는 미리 저장부(미도시)에 저장될 수 있으며, 학습자는 학습자 단말기(300)를 이용하여 로봇 모델을 직접 텍스트로 입력하거나 콤보 박스 등에서 선택하여 입력할 수 있다.
함수 입력부(122)는 설정된 로봇의 동작을 제어하는 함수를 학습자로부터 입력받을 수 있다. 학습자는 학습자 단말기(300)를 이용하여 로봇이 동작할 함수를 미리 정해진 프로그램 언어, 예를 들면, C언어로 입력함으로써, 해당 언어를 학습할 수 있다.
목록 표시부(123)는 학습자로부터 입력받은 로봇 동작 제어 함수의 목록을 표시할 수 있다. 입력된 함수는 입력된 순서로 목록화되어 표시될 수 있다.
맵 표시부(124)는 설정된 로봇의 종류에 상응하여 상기 로봇이 이동하는 특정한 경로를 포함하는 미션 맵을 출력할 수 있다. 미션 맵은 미리 구성되어 상술한 저장부에 저장될 수 있으며, 맵의 개수 및 종류는 다양할 수 있다. 학습자는 다양한 미션 맵 중에서 하나를 선택하고, 상술한 바와 같이 선택한 모델의 로봇이 선택된 해당 미션 맵에서 이동할 수 있도록 할 수 있다.
시간 표시부(125)는 로봇이 맵의 경로를 이동하는 시간을 표시할 수 있다. 여기서, 시간 표시부(125)는 맵 표시부(124)에 표시된 맵의 경로에 상응하여 목표 시간 및 현재 이동 시간을 표시할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 교육 방법의 흐름도이다. 이하의 각 단계는 로봇 교육 장치(100), ActiveX(190) 및 로봇(200)이 주체가 되어 수행된다.
단계 S401에서, 로봇 교육 장치(100)는 학습자 단말기(300)로부터 수신하여 작성된 코드(로봇 명령 함수 등)를 ActiveX(190)에 전송한다.
단계 S402에서, ActiveX(190)는 수신한 코드가 문법적으로 오류가 있는 코드인지 검사한 후 오류가 있으면, 단계 S403에서, 로봇 교육 장치(100)에 코드 에러 메시지를 전송하고, 오류가 없으면, 단계 S404에서, 로봇에 상응하여 코드 컴파일을 한 후 소정의 파일 포맷, 예를 들면, HEX로 저장할 수 있다.
단계 S405에서, ActiveX(190)는 로봇(200)이 연결되었는지 체크하기 위해서 로봇(200)에 연결 메시지를 전송하고, 서로 정상적으로 연결되어 있는 경우, 단계 S406에서, 로봇(200)은 ActiveX(190)에 연결 성공 메시지를 전송할 수 있다. 만약, ActiveX(190)와 로봇(200)이 정상적으로 연결되지 않은 경우, 즉, ActiveX(190)가 로봇(200)으로부터 정상적으로 연결 성공 메시지를 수신하지 않은 경우 ActiveX(190)는 로봇 교육 장치(100)에 연결 에러 메시지를 전송할 수 있다.
단계 S407에서, ActiveX(190)는 로봇(200)에 코드가 컴파일된 파일을 전송하며, 로봇(200)이 코드를 정상적으로 기록하는 경우 로봇(200)은 ActiveX(190)에 기록 성공 메시지를 전송하고, 그렇지 않은 경우 기록 실패 메시지를 전송할 수 있다.
단계 S408에서, 로봇 교육 장치(100)가 ActiveX(190)에 로봇(200)을 작동시키기 위한 소정의 로봇 작동 명령을 전송하는 경우 단계 S409에서, ActiveX(190)은 로봇 작동 명령을 로봇(200)이 인식할 수 있는 포맷으로 변환한 후 로봇(200)에 전송할 수 있다. 단계 S410에서, 로봇(200)은 수신한 로봇 작동 명령에 상응하여 작동할 수 있다.
또한, 단계 S411에서, 로봇 교육 장치(100)가 ActiveX(190)에 로봇(200)을 정지시키기 위한 로봇 정지 명령을 전송하는 경우 단계 S412에서, ActiveX(190)은 로봇 정지 명령을 로봇(200)이 인식할 수 있는 포맷으로 변환한 후 로봇(200)에 전송할 수 있다. 단계 S413에서, 로봇(200)은 수신한 로봇 정지 명령에 상응하여 정지할 수 있다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 교육 장치의 화면 구성도이다.
도 5를 참조하면, 인터페이스 구성 그림에서 왼쪽 상단의 그림은 작동할 로봇의 모델을 설정하고 로봇의 구동 함수를 삽입하는 버튼과 삭제 및 초기화, 이전단계로 넘어가는 버튼 그리고 교육자가 미리 설정해둔 답을 확인할 수 있는 정답 버튼으로 구성될 수 있다. 왼쪽 하단의 그림은 선택된 종류의 로봇의 미션과 목표시간 및 이동시간(현재 이동 시간)을 체크할 수 있는 계기판 역할을 할 수 있다. 오른쪽 그림 Function List의 경우, 로봇 구동 함수 삽입시 보여주는 창으로써 구동함수의 목록과 미션종류, 미리보기, 시뮬레이션 시작을 할 수 있는 버튼으로 구성될 수 있다. 모델이 설정되고 나면 해당 모델에 맞는 버튼이 나타날 수 있다. 또한, 명령어전송~ 버튼은 삽입된 명령어들을 실제 로봇에 명령어를 전달하는 버튼으로써 ActiveX를 사용하여 명령을 전달한다.
도 6을 참조하면, 입문 단계에서는 다양한 미션, 예를 들면, 전체 10가지 미션 맵이 존재하며 각각의 미션 맵마다 경로가 다르며 LED와 버저의 위치 및 횟수를 다르게 할 수 있다. 각 LED 점등 및 버저의 작동은 상술한 로봇 명령 함수에 의해 제어될 수 있다. 미션버튼은 10가지 미션중 랜덤하게 선택될 수 있다. 미리보기버튼이 구비되어 각 미션에 맞는 3D화면을 보여줄 수 있다. 또한, 시작버튼이 구비되어 2D화면에서 로봇이 Function List의 함수목록의 순서대로 움직이도록 실행시킬 수 있다.
도 7을 참조하면, 초급 단계에서는 랜덤한 미션 맵이 존재하며 각각의 미션 맵마다 LED와 버저의 위치 및 횟수를 다를 수 있다. 미션버튼이 구비되어, LED와 버저의 위치와 횟수를 다르게 미션 맵에 위치시킬 수 있다. 또한, 시작버튼이 구비되어, 2D화면에서 로봇이 Function List의 함수목록의 순서대로 움직이도록 실행시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 소정의 모델, 예를 들면, HelicopterBot 모델이 선택된다. 왼쪽 상단에서 함수를 입력하는 부분이 구비되고, 왼쪽 하단에서는 함수목록이 나타나며 오른쪽 상단에서는 미리보기 3D view가 있으며 오른쪽 하단에서는 2D 로 실제 함수목록에 따른 움직임을 보여주는 역할을 한다. 함수의 종류는, 예를 들면, 다음과 같을 수 있다.
START(); -> 시작
ON(); -> Port ON 설정
OFF(); -> Port OFF 설정
DCMOTOR1(); -> 모터1의 방향과 속도 설정
DELAY(); -> 1~10초간 지속 시간 설정
함수의 설정이 끝나고 '명령어전송~' 이라는 버튼을 클릭하면, ActiveX를 이용하여 실제 로봇에 실시간으로 명령어가 전달될 수 있으며, 명령어를 전달받은 로봇은 명령어순서에 맞게 구동할 수 있다.
도 8에서, '로직 변환'이라는 버튼을 클릭하게 되면 C언어로의 실습이 아닌 로직으로의 구동할 수 있는 화면이 나타날 수 있다. 도 9를 참조하면, 사용자의 편의를 도모하기 위하여 간단한 클릭만으로 관련 로봇을 쉽게 구동할 수 있다. 이로 인해 사용자의 흥미와 관심을 더욱 고취 시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 상술한 바와 같이 함수 입력부(122)는 각 함수와 대응되는 함수 입력 버튼을 구비하며, 학습자가 함수 입력 버튼을 클릭하는 경우 대응되는 함수가 입력되도록 할 수 있다.
사용방법은 왼쪽 파란색 사각형 안의 함수들 중에 필요한 함수를 클릭 시 오른쪽에 소정의 라인을 따라 삽입될 수 있다. 학습자가 삽입된 함수를 클릭 시 소정의 옵션창이 나타나게 되며 학습자는 관련된 세부 사항을 설정할 수 있다.
도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 교육 장치의 로봇 조립 화면 구성도이다. 도 10a 내지 도 10b를 참조하면, 학습자의 손 형상이 시뮬레이션되어 있으며, 학습자의 손가락이 부품을 선택하여 조립되는 위치로 이동시키면, 해당 부품은 조립되어 도 10b와 같이 최종적으로 조립될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 학습자는 CPU, 모터, 센서, 프로그래밍에 대해서 학습할 수 있으며 다양한 경로 설정으로 프로그램의 원리를 익히도록 할 수 있다.
그 외 본 발명의 실시예에 따른 로봇 교육 장치에 대한 구체적인 화면 구성, 임베디드 시스템, O/S 등의 공통 플랫폼 기술과 통신 프로토콜, I/O 인터페이스 등 인터페이스 표준화 기술 및 엑추에이터, 배터리, 카메라, 센서 등 부품 표준화 기술 등에 대한 구체적인 설명은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진자에게 자명한 사항이므로 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 로봇 교육 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 즉, 기록 매체는 컴퓨터에 상술한 각 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 될 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합한 형태로 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.
또한, 상술한 각 구성 요소는 물리적으로 인접한 하나의 부품으로 구현되거나 서로 다른 부품으로 구현될 수도 있다. 후자의 경우 각 구성 요소는 인접하거나 또는 서로 다른 구역에 위치하여 제어될 수 있으며, 이 경우 본 발명은 각 구성 요소를 제어하는 별도의 제어수단 또는 제어실을 구비하여 유선 또는 무선으로 각 구성요소를 제어할 수도 있다.
상기한 바에서, 각 실시예에서 설명한 각 구성요소 및/또는 기능은 서로 복합적으로 결합하여 구현될 수 있으며, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 로봇 교육 장치 110 : 송수신부
120 : 학습 처리부 121 : 모델 설정부
122 : 함수 입력부 123 : 목록 표시부
124 : 맵 표시부 125 : 시간 표시부
130 : 피드백부 140 : 시뮬레이션 처리부
150 : 하드웨어 제어부 160 : 제어부
200 : 로봇 300 : 학습자 단말기
400 : 에뮬레이터 500 : 비전 시스템

Claims (5)

  1. 로봇 학습을 위한 학습자의 단말기에 로봇 교육 관련 데이터를 전송하는 로봇 교육 장치에 있어서,
    상기 학습자 단말기와 유선 또는 무선 통신망으로 연결되어 데이터를 송수신하는 송수신부;
    상기 학습자 단말기로부터 수신한 로봇 조립 신호에 상응하여 시뮬레이션된 로봇을 조립하며, 상기 학습자 단말기로부터 수신한 로봇 명령 함수에 상응하는 로봇 제어 결과를 출력하는 학습 처리부;
    상기 로봇 명령 함수에 따른 로봇 제어 결과를 시뮬레이션하여 출력하는 시뮬레이션 처리부; 및
    상기 로봇 명령 함수에 상응하여 하드웨어로 형성된 로봇의 동작을 제어하는 하드웨어 제어부;를 포함하고,
    상기 학습 처리부는,
    상기 제어될 로봇의 종류를 상기 학습자로부터 입력받아 설정하는 모델 설정부;
    상기 설정된 로봇의 동작을 제어하는 함수를 상기 학습자로부터 입력받는 함수 입력부;
    상기 학습자로부터 입력받은 로봇 동작 제어 함수의 목록을 표시하는 목록 표시부;
    상기 설정된 로봇의 종류에 상응하여 상기 로봇이 이동하는 특정한 경로를 포함하는 미션 맵을 출력하는 맵 표시부; 및
    상기 로봇이 상기 맵의 경로를 이동하는 시간을 표시하는 시간 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 교육 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 명령 함수에 상응하여 동작하는 로봇을 촬영하여 영상 데이터를 생성하는 비전 시스템을 더 포함하되,
    상기 송수신부는 상기 생성된 영상 데이터를 상기 학습자 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 로봇 교육 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 함수 입력부는 각 함수와 대응되는 함수 입력 버튼을 구비하며, 상기 학습자가 상기 함수 입력 버튼을 클릭하는 경우 상기 대응되는 함수가 입력되는 것을 특징으로 하는 로봇 교육 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 시간 표시부는 상기 맵 표시부에 표시된 맵의 경로에 상응하여 목표 시간 및 현재 이동 시간을 표시하는 것을 특징으로 하는 로봇 교육 장치.
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