KR20090069357A - The manufacturing methods of an inside skin for an android robot - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 안드로이드 로봇의 내피를 제작하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인간과 비슷한 외형, 피부, 움직임을 가지는 안드로이드 로봇의 내피 만들 수 있도록 하여 사람과 더욱 자연스럽고 친근하게 의사소통을 할 수 있도록 발명한 것이다.The present invention relates to a method for producing an endothelial of an android robot, and more particularly, to make an endothelial of an android robot having an appearance, skin, and movement similar to that of a human, so as to more naturally and intimately communicate with a person. Invented.
최근 급속한 산업 발달과 더불어 개발된 산업용 로봇에서 인간과 같이 생활 할 수 있는 가정용 로봇으로 진화하면서 인간이 제공하는 신호들을 인식해야 할 뿐만 아니라, 인간과의 친화감을 제공해야 하는 필요성이 대두되고 있다.Recently, as the industrial robot developed with the rapid industrial development has evolved into a home robot that can live like a human being, not only the signals provided by humans have to be recognized, but also the necessity of providing affinity with humans has emerged.
기존에는 컴퓨터의 가상공간이나 인간과 관절 구조는 비슷하지만 외형이 틀린 로봇들을 이용하여 인간이 제공하는 신호들은 인식은 할 수 있지만, 제공에 어려움이 있었다. 인간과 유사한 외형을 갖는 로봇(일명 "안드로이드 로봇"이라 칭함)이 친근감과 상기 신호들을 제공 하지만, 사람과의 약간의 차이가 큰 거부감을 발생시키는 언캐니 밸리(Uncanny Valley) 현상이 발생하고 있다.In the past, the signals provided by humans could be recognized by using robots that have similar joint structures with virtual spaces of humans but with different appearances, but had difficulty in providing them. Although a robot with a human-like appearance (also called an "android robot") provides friendliness and the above signals, there is an Uncanny Valley phenomenon in which a slight difference from a person causes a great rejection.
MIT의 Cog와 Kismet은 유아를 관찰하여 의사소통에 필요한 역할을 하는 원리 들을 이용하였고, Waseda 대학의 WE-4는 내/외부 자극이 정신 역학에 중요한 원인을 제공한다는 측면을 고려하였다. 하지만 상기 로봇들은 외형에 있어서 사람과의 많은 차이를 보이고 있다. 전신형 안드로이드로는 일본 Kokoro사의 Actroid가 있고, 얼굴형 안드로이드는 미국 Hanson Robotics사의 얼굴 로봇이 대표적이다. 따라서 보다 정밀하게 사람의 외형과 닮고, 표현할 수 있는 필요가 요구되고 있는 실정이다.Cog and Kismet of MIT used the principles that play an essential role in observing and communicating infants, while WE-4 at Waseda University considers that internal and external stimuli provide an important cause for psychodynamics. However, the robots show a lot of differences from humans in appearance. The predecessor Android is Kokoro Actroid of Japan, and the facial Android is Hanson Robotics's facial robot. Therefore, the need to be able to more accurately resemble the appearance of human beings and express them is required.
종래기술의 문헌정보Literature Information of the Prior Art
[문헌1] Breazeal, Cynthia and Lijin Aryananda "Recognition of Affective Communicative Intent in Robot-Directed Speech", IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots 2000.Breazeal, Cynthia and Lijin Aryananda "Recognition of Affective Communicative Intent in Robot-Directed Speech", IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots 2000.
[문헌2] Breazeal(Ferrell), C. (1998), "Regulating Human-Robot Interaction using `emotions', `drives', and facial expressions". In Proceedings of 1998 Autonomous Agents workshop, Agents in Interaction - Acquiring Competence Through Imitation, Minneapolis, MO. 14-21.Breazeal (Ferrell), C. (1998), "Regulating Human-Robot Interaction using` emotions ', `drives', and facial expressions". In Proceedings of 1998 Autonomous Agents workshop, Agents in Interaction-Acquiring Competence Through Imitation, Minneapolis, MO. 14-21.
[문헌3] Hiroyasu Miwa, Kazuko Itoh, Hideaki Takanobu, Atsuo Takanishi "Development of Mental Model for Humanoid Robots", 15th CISM-IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics and Control ROM04-10. [3] Hiroyasu Miwa, Kazuko Itoh, Hideaki Takanobu, Atsuo Takanishi "Development of Mental Model for Humanoid Robots", 15th CISM-IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics and Control ROM04-10.
[문헌4] T. Minato, M. Shimada, H. Ishiguro, and S. Itakura, “Development of an android robot for studying human robot interaction,” Innovations in Applied Artificial Intelligence; Proc. of the Seventeenth International Conference on Industrial and Engineering Applications of Artificial Intelligence and Expert Systems (IEA/AIE), pp. 424-434, May 2004. [4] T. Minato, M. Shimada, H. Ishiguro, and S. Itakura, “Development of an android robot for studying human robot interaction,” Innovations in Applied Artificial Intelligence; Proc. of the Seventeenth International Conference on Industrial and Engineering Applications of Artificial Intelligence and Expert Systems (IEA / AIE), pp. 424-434, May 2004.
[문헌5] D. Hanson, “Identity emulation facial expression robots,”Proc. of AAAI, August, 2002.[5] D. Hanson, “Identity emulation facial expression robots,” Proc. of AAAI, August, 2002.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점 및 요구사항을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 인간과 비슷한 피부와 움직임을 가지는 안드로이드 로봇의 내피를 유연한 재질을 이용하여 기구와 외피에 연결하였고, 액추에이터(Actuator)의 움직임에 간섭이 생기지 않고 제어할 수 있도록 하여 인간과 더욱 친근한 의사소통을 할 수 있도록 함과 동시에 이로 인해 로봇과 관련된 새로운 기술들의 수요가 증가될 수 있고, 로봇 시장 촉진에 기여할 수 있는 안드로이드 로봇의 내피를 제작하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems and requirements, the endothelial of the Android robot having a skin and movement similar to humans is connected to the instrument and the shell using a flexible material, the actuator (Actuator) of Controls movement without interference and allows for more friendly communication with humans, which in turn increases the demand for new technologies related to robots, which can contribute to the promotion of the robot market. The purpose is to provide a method of making.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 안드로이드 로봇의 내피는, 사람 의 겉모양을 유지해 주는 외형과; 외형을 손상하지 않는 기구와 내피의 결합 구조, 내피와 외피의 결합 구조를 가지고 있는 연결 메커니즘(Mechanism);으로 구성되는 것을 특징으로 한다.Endothelial of the Android robot of the present invention for achieving the above object, the appearance to maintain the appearance of the person; It is characterized in that it consists of a mechanism that does not damage the appearance and the coupling structure of the endothelium, the coupling mechanism (Mechanism) having a coupling structure of the endothelium and the outer shell.
또한, 내피는 딱딱한 기구가 사람 피부와 비슷한 느낌과 외형을 가지도록 하는 유연한 재질과; 관절의 움직임이 방해되지 않도록 관절 동작 범위에는 간섭이 생기지 않도록 하는 구조;와 피부와 유사한 촉감, 색감, 사실감을 가지도록 하는 재질과; 액추에이터에 로드(Load)를 줄이는 구조;로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the endothelial is a flexible material that allows the hard mechanism to have a look and appearance similar to human skin; A structure to prevent interference in the range of motion of the joint so that movement of the joint is not disturbed; and a material to have a touch, color, and realism similar to that of the skin; It is characterized by consisting of; structure that reduces the load (load) to the actuator.
본 발명에 의하면, 안드로이드 로봇의 내피는 인간과 유사한 피부와 관절 구조로 표현할 수 있고, 사람 크기의 공간에 설계된 구동 메커니즘의 움직임에 의해 외형을 손상하지 않고 제어할 수 있도록 할 수 있기 때문에 인간에게 더욱 친근한 다가갈 수 있을 뿐만 아니라, 이로 인해 로봇과 관련된 새로운 기술들의 수요를 증가시킬 수 있고 결국 로봇 시장 촉진에 기여할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.According to the present invention, the endothelial of the Android robot can be expressed by the skin and joint structure similar to humans, and can be controlled without damaging its appearance by the movement of a driving mechanism designed in a space of a human size. In addition to being familiar, this is a very useful invention that can increase the demand for new technologies related to robots and contribute to the promotion of the robot market.
이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, one preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 안드로이드 로봇의 목 부분 내피와 외피 예시도를 나타낸 것이고, 목은 세 개의 관절들로 연결된 메커니즘 구조를 지닌다. 롤(Roll), 피치(Pitch), 요(Yaw)로 구성된 관절들은 각 각 기구적으로 사람의 움직임과 유사한 제한된 동작 범위를 가지고 있다. 롤은 링크(Linkage) 구조로 연결되어 있으며, 피치는 벨트(Belt)로 연결되어 있고, 요는 축에 직접 연결되어 있다. 목 부분은 외부적으로 가장 잘 들어나는 부분 중에 하나로 내피와 외피의 모양에 의한 언캐니 밸리 현상을 발생 시킬 수 있는 부분 중에 하나이다. 특히, 목은 눈동자에 설치된 카메라를 이용하여 시선 추적, 물체 인식, 자연스러운 움직임 생성 등과 같은 동작들이 발생할 때, 피부의 뒤틀림 현상이 발생하지 않도록 내피는 외피를 유지 할 수 있는 구조로 이루어져 있다.Figure 1 shows an exemplary diagram of the neck endothelial and the outer shell of the Android robot of the present invention, the neck has a mechanism structure connected by three joints. Joints consisting of rolls, pitches, and yaws each have a limited range of motion, similar to human movement in mechanics. The rolls are connected in a linkage structure, the pitches are connected by belts, and the yaw is directly connected to the shaft. The neck is one of the most prominent parts of the neck and is one of the parts that can cause uncanny valley phenomenon by the shape of the inner and outer skin. In particular, the neck is composed of a structure that can maintain the inner skin to prevent distortion of the skin when movements such as eye tracking, object recognition, and natural motion generation using a camera installed in the pupil.
도 2는 본 발명 안드로이드 로봇의 팔 상박 부분의 내피 예시도를 나타낸 것이고, 어깨와 팔꿈치에는 감속기를 이용하여 백래시(Backlash)를 줄이는 구조이고, 내피는 관절들의 움직임에 간섭이 생기지 않도록 연결되어 있다. 내피는 사람의 외형을 유지하면서 액추에이터에 걸리는 로드를 줄이도록 구성되어 있어야 한다. 이 두 특성은 서로 상반되는 경향이 있고, 본 발명은 장착된 액추에이터의 특성을 고려하여 사람과 유사한 움직임의 범위를 이동할 수 있도록 설계되었다. 또한, 보수가 용이하도록 기구와 탈/부착이 쉽도록 구성되어 있다.Figure 2 shows an endothelial example of the upper arm portion of the Android robot of the present invention, the shoulder and elbow is a structure to reduce the backlash (Backlash) using a reducer, the endothelial is connected so as not to interfere with the movement of the joints. The endothelium should be configured to reduce the load on the actuator while maintaining the human appearance. These two characteristics tend to be opposite to each other, and the present invention is designed to move a range of human-like movement in consideration of the characteristics of the mounted actuator. Moreover, it is comprised so that a mechanism and detachment / attachment may be easy for maintenance.
도 3은 본 발명 안드로이드 로봇의 팔 하박의 내피와 외피의 예시도를 나타낸 것이다. 팔목 부분은 목 부분과 마찬가지로 외부적으로 잘 보이는 부분이기 때문에 피부의 구겨짐이 사람과 유사하도록 설계되었다. 내피는 기구가 사람 모양이 나오도록 부피감을 주고, 촉감이 사람과 유사하게 느낌을 주는 재질로 만들어져 있다. 내피는 외피의 두께는 제외한 사용 가능한 공간 내에서 기구와 부위 별로 두께를 조절하여 외형을 최대한 사람 손과 유사하게 만들고, 로드를 줄이게 설계되었다.Figure 3 shows an exemplary view of the inner and outer shell of the lower arm of the arm of the present invention Android robot. The cuffs are externally visible as well as the neck, so the wrinkles of the skin are designed to resemble humans. The endothelium is made of a material that gives the body a bulky look and feel that resembles a person. The endothelium is designed to make the appearance as close to human hands as possible and to reduce the load by adjusting the thickness for each device and part within the available space except for the thickness of the shell.
도 4는 본 발명에서 적용한 안드로이드 로봇의 몸통 부분의 내피와 부분적으로 외피를 결합한 실체 예시도이다.Figure 4 is an exemplary illustration of the combined body of the inner part and the outer part of the body of the android robot applied in the present invention.
본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다.This invention can be implemented in other various forms, without deviating from the mind or main characteristic. For this reason, the above-described embodiments are merely examples in all respects and should not be interpreted limitedly.
본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로서, 명세 서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않으며, 또한 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.The scope of the present invention is shown by the scope of the claims, which are not limited by the text of the specification, and all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
도 1은 본 발명 안드로이드 로봇의 목 부분의 내피와 외피 예시도 1 is an illustration of the endothelial and the outer shell of the neck of the present invention Android robot
도 2은 본 발명 안드로이드 로봇의 팔 상박 부분의 내피 예시도 Figure 2 is an illustration of the endothelial arm upper arm portion of the present invention robot
도 3는 본 발명 안드로이드 로봇의 팔 하박 부분의 내피와 외피 예시도 Figure 3 is an illustration of the inner and outer shell of the lower arm portion of the arm of the present invention Android robot
도 4은 본 발명 안드로이드 로봇의 몸통 부분의 내피 예시도 Figure 4 is an illustration of the endothelial body portion of the present invention robot robot
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020070136997A KR20090069357A (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | The manufacturing methods of an inside skin for an android robot |
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KR1020070136997A KR20090069357A (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | The manufacturing methods of an inside skin for an android robot |
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KR20090069357A true KR20090069357A (en) | 2009-07-01 |
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KR1020070136997A KR20090069357A (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | The manufacturing methods of an inside skin for an android robot |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101247237B1 (en) * | 2010-12-28 | 2013-03-25 | 한국생산기술연구원 | Face robot having detachable inside and outside skins with easy maintenance |
-
2007
- 2007-12-26 KR KR1020070136997A patent/KR20090069357A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101247237B1 (en) * | 2010-12-28 | 2013-03-25 | 한국생산기술연구원 | Face robot having detachable inside and outside skins with easy maintenance |
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