KR20090125885A - 사람과 보드게임이 가능한 로봇팔과 그 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사람과 보드게임을 즐길 수 있는 로봇 팔에 관한 발명이다. 상기 보드게임이라함은 바둑, 오목, 장기, 세균전 등 2차원 판에서 게임을 진행할 수 있는 임의의 게임을 뜻한다. 본 발명은 보드게임을 진행하는 터치스크린이 가능한 LCD display 장치(이하 LCD라 칭함)와 로봇팔의 하드웨어 구성과 이들을 제어하기 위한 MCU(Micro Controller Unit)로 구성된다. 게임의 LCD에서 진행되며, 사용자가 입력한 위치를 시리얼 통신으로 MCU에서 감지하여 이에 상응하는 위치를 로봇 팔에 전달한다. 로봇 팔은 해당위치로 X축, Y축, Z축으로 이동하여 정확한 위치를 찍게 된다.

AVR CHIP, LCD DISPLAY, RS232C 통신 , touch pad 가 가능한 LCD Display

Description

사람과 보드게임이 가능한 로봇팔과 그 시스템 {The robot arm and system have a fucntion which is able to play board games with person}

현재 전 세계적으로 개발되고 있는 로봇의 경우 청소 로봇, 길 안내 로봇 등 로봇이 제공하는 정보를 사용자가 일방적으로 습득하고, 로봇이 주는 혜택을 수용하는 로봇이 주류를 이루고 있다. 이는 크게 필요성을 느끼는 사람을 제외하고는 로봇과 친해질 수 있는 기회가 극히 적다고 할 수 있다.

예를 들어 청소로봇의 경우 아무리 청소의 기능을 잘 수행한다고 하더라도, 사람만큼 수행하지 못한다. 이에 비해 가격은 매우 고가여서 사람들의 구매의사를 불러일으키기엔 한계가 있다. 다른 예를 들어 길 찾는 로봇의 경우 시각장애 혹은 다른 장애가 있는 사람을 제외하고는 이를 사용하는 고객이 없어 그 시장성에 있어 상당히 취약하다.

특정 역할을 수행하고 사용자는 그 역할 수행을 수동적으로 받아들이는 형태의 로봇이 종래의 기술이라면, 본 발명은 사용자와 로봇이 직접 게임을 진행함으로써 나의 반응에 대해 즉각적으로 반응하는 로봇이다.

본 발명은 [도 1]에서 설명한 순서도 대로 게임이 진행된다. 게임이 진행됨에 있어 먼저 사용자는 [도 9]에서 보이는 것과 같이 LCD DISPLAY 화면에서 게임의 여러 옵션을 선택할 수 있다. 대전모드로써 사람과 대전할 수 있으며 , VS ARM 모드로 로봇팔과 대전할 수 있다. 로봇 팔과 대전하였을 경우, 사용자는 게임을 선택하게 되며, 선택된 게임은 AVR CHIP 에 이미 프로그램되어진 게임을 플레이 하게 된다. 사용자는 게임을 진행함에 있어 LCD DISPLAY위를 터치하게 되면 해당 좌표가 인식되어 RS232C 통신을 이용 AVR CHIP 에 좌표값이 전송되어 진다. 그 후 AVR CHIP에서 해당좌표 값을 게임에 맞게 추출해 내어 로봇팔로 전송한다. 로봇팔은 해당좌표에 맞게 이동한 뒤 LCD DISPLAY 위를 터치하게 된다. 이러한 방식으로 게임이 진행되며, 게임을 결과 승 패를 가리게 된다. [ 도 1 ]에서 [ 도 9 ] 까지는 로봇팔의 구조적인 모습을 도면 및 실제 사진으로 설명하고 있다.

마이크로 프로세서 ATMEGA-128 CHIP 을 다루는 기술, 스태핑모터 및 서보모터를 다루는 기술, TOUCH LCD를 다루는 기술, 이들을 제어하기 위한 SW 구현 기술. 등이 갖추어져 있음.

앞으로 고령화 사회가 임박하고 있다. 추후 20년 후면 젊은 생산 층 연령대 1명당 노인 1명을 부양해야 하는 사회가 다가온다. 그만큼 한국사회의 노령화는 급속도로 진행되고 있다. 하지만 그에 상응하는 노인들을 위한 놀이문화는 많은 발전을 하지 못하고 있다.

본 발명은 노인들이 집에서 로봇과 함께 즐길 수 있는 인공지능 로봇이다. 노인들에게는 '맞수'가 필요하다. 하지만 바둑을 즐기고 장기를 즐기는 노인연령층들에게는 그 맞수가 흔하지 않다. 특히 도시에 거주하는 노인들의 경우 집에서 시간을 보내게 되는 경우가 많은데, 이들이 집에서 즐길 수 있는 놀이 문화를 만들어 줄 필요성이 절실하다.

물론 노인들에게 PC 사용을 권장하여 PC 로 게임을 즐기라고 강요할 수도 있을 것이다. 하지만 노인들은 눈이 쉽게 피로해지고 PC 앞에 장시간 앉아 있기를 꺼려한다. 이런 노인들을 위해 실제 로봇이 직접 팔을 움직여 바둑을 두고, 장기를 두는 것이 가능한 '사람과 보드게임이 가능한 로봇팔과 그 시스템 '을 발명하였다.

본 발명은 사용자와 게임을 통한 대화가 가능한 로봇이다. 언어적 대화가 아니라 게임을 진행하며 대화를 이끌어 간다. 사람과 사람이 친해지는데 가장 좋은 도구는 수많은 레크레이션 중 게임이라고 할 수 있다. 우리는 이제껏 많은 로봇이 출시되는 것을 보아왔고, 이 로봇들의 기능적인 특성을 보며 감탄해 왔으나, 누구하나 그 로봇을 직접 구입하여 사용해 보고자 하는 경우가 극히 드물었다. 우리는 본 아이템을 개발하여 누구나 로봇을 집에 구입하여 매일 로봇과 게임을 통해 즐길 수 있는 놀이문화를 제공하는데 목적이 있다.

사용자는 touch pad 가 가능한 LCD Display 의 출력화면에서 게임을 진행한다. 사용자는 최초 게임의 종류를 선택한 후 게임을 진행한다. 사용자가 둔 한 수는 로봇이 이 좌표를 인식하여 중앙 MCU 에게 전달된다. 중앙 MCU 는 이를 processing 하여 대응하는 좌표값을 로봇 팔에게 전달한다. 로봇 팔은 직접 그 위치로 이동하여 대응되는 위치를 touch 한다. 이 후 로봇 팔은 본래 위치로 돌아가게 되며, 사용자는 로봇이 진행하는 동안 다음 수를 생각한다.

로봇 팔은 일정한 시간간격으로 움직일 수 없다. 많은 경우의 수를 고려했을 때는 그만큼의 delay를 표현할 수 있으며, 간단한 결과(경우의 수가 적을 경우)가 도출되는 경우 빠른 속도로 팔이 움직인다. 그만큼 사용자는 지루함을 느끼고 싶지 않을 때와, 시간을 소비해 가며 생각을 해야 하는 때를 이해하는 로봇이라 할 수 있다.

현재 국내시장에서 로봇을 개발하고 있는 중소기업 및 대기업의 추세는 두 가지 형태로 나눠질 수 있다. 로봇에 직접 프로그래밍이 가능한 교육용 로봇과 특정기능 을 수행하는 전문화된 로봇이 그것이다. 현재까지 본 아이템 과 같은 인간과 같이 게임을 즐길 수 있는 로봇은 만들어진 경우가 없는 것으로 조사됐다. 이는 우리에게 형성되지 않은 틈새시장을 공략할 수 있는 기회가 주어진 것이다.

대기업의 경우 뛰어난 기술력과 현대시대에 필요한 인간의 요구사항을 완제품으로 개발하여 그것을 상품화하고자 하는 경향이 강하다. 이는 지금도 현실화되고 있는 유비쿼터스 시대에 발맞추어 장래 유망 시장을 공략하려는 전략이다. 그러나 아직 현실적인 가격은 아니다. 상당히 고가의 제품으로 일반인들은 엄두를 내지 못할 지경이다. 이는 가격 정책에서 완제품이 가지는 한 가지 약점이라 볼 수 있으며, 그 완제품의 필요성이 없는 일반 대중들에게 다가가지 못하는 점이기도하다. 본 아이템 ‘휴먼보드로봇’은 사람이 즐기기 위한 로봇으로써 가격을 적정한 수준까지 맞춤으로써 일반 대중들에게 다가갈 수 있는 기회가 될 수 있을 것 이다.

레고형 교육용 로봇이 많은 수 개발되고 있다. 누구나 프로그래밍할 수 있는 교육용 로봇이 중소기업 및 밴쳐기업들이 추구하는 목표이다. 이는 로봇을 만들고 싶어 하는 소비자의 욕구를 충족시키기 위한 전략으로 분석된다. 실제 레고의 경우 40만 원 정도면 직접 조립을 하여 자신이 직접 프로그래밍한 로봇을 움직여 볼 수 있기도 하다. 하지만 이것은 만들고 가지고 노는데 상당한 노력을 요구하며, 약간의 전문지식이 뒷받침되지 못한 대부분의 일반인들에게 다가가기에는 아직 거리가 있다. 본 발명 사람과 보드게임이 가능한 로봇팔과 그 시스템(휴먼보드로봇) 은 완제품이지만 이를 가지고 사 용자는 끊임없이 게임을 즐길 수 있기 때문에 가격대 활용비율이 상당히 높아 질 수 있을 것이다. 본인도 레고를 구입해 제작을 해 보았으나 한 두 번 제작 후 금방 질려버리고 지쳐버린 기억이 있다.

본 발명 사람과 보드게임이 가능한 로봇팔과 그 시스템 ( 휴먼보드로봇 )은 인간에게 가까운 사고를 통해 인간이 즐기는 게임을 이해하고, 게임에 맞는 대화를 가능하게 한다. 이 로봇을 개발함에 있어 가장 중요한 인공지능 프로세싱의 원천 소스를 보유하고 있다.

[ 도 1 ] 은 게임의 진행 순서를 보여주는 순서도, [ 도 2 ] 는 상위에서 바라본 입체 설계도면 , [ 도 3 ] 은 측면 설계도면 , [ 도 4 ] 는 위에서 바라본 평면 설계도 , [ 도 5 ] 는 해당하는 좌표를 찍었을 때 로봇팔의 모양을 나타내는 측면 설계도 , [ 도 6 ] 은 실제 구현한 사람과 보드게임이 가능한 로봇팔과 그 시스템의 하드웨어 , [ 도 7 ] 은 실제 구현한 두 번째 하드웨어 , [ 도 8 ] 은 게임을 직접 실행하며 로봇팔이 LCD DISPLAY 에 직접 좌표를 찍는 모습 , [ 도 9 ] 는 LCD DISPLAY 에 표현된 게임 진행 모습.

Claims (4)

1. 사람과 보드게임이 가능한 로봇팔과 그 시스템.

2. 청구항 1에서 보드게임의 종류에는 어떠한 종류도 창작적 게임으로 인해 가능함. 특히 1 : 1 모드로 진행되며, 좌표값을 인식할 수 있는 게임이 주된 게임으로 동작하는 사람과 보드게임이 가능한 로봇팔과 그 시스템.

3. 청구항 1에서 로봇팔의 하드웨어적 구현모습은 어떠한 모습이든 가능하며, 그 로봇팔은 해당 좌표로 정확히 X축, Y축, Z축을 향해 이동한다는 특징을 갖는 사람과 보드게임이 가능한 로봇팔과 그 시스템

4. 청구항 1에서 단순히 게임을 혼자 혹은 다른 사용자와 즐기는 것이 아니라 로봇과 같은 구조물과 즐길 수 있는 것을 특징으로 하는 사람과 보드게임이 가능한 로봇팔과 그 시스템.

Images