KR20140046731A - 이기종 로봇 간 협업으로 태스크를 수행하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

이기종 로봇 간 협업으로 태스크를 수행하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다양한 기능을 자동적으로 수행할 수 있는 각종 디바이스이나 가전 제품 등 로봇들 간의 협업으로 각 로봇이 가진 리소스를 최대한 낭비 없이 효율적으로 활용하여 태스크를 수행할 수 있는 로봇의 태스크 수행 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

이기종 로봇 간 협업으로 태스크를 수행하기 위한 방법 및 장치{Method and Apparatus for Performing Task using Cooperative Work Hetero-Robots}
본 발명은 이기종 로봇 간 협업으로 태스크를 수행하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, 다양한 기능을 자동적으로 수행할 수 있는 각종 디바이스이나 가전 제품 등 로봇들 간의 협업으로 각 로봇이 가진 리소스를 최대한 낭비 없이 효율적으로 활용하여 태스크를 수행할 수 있는 로봇의 태스크 수행 방법 및 장치에 관한 것이다.
서로 다른 기능을 하는 로봇 기기들 간에 통신을 이용해 그 기능을 확장하는 방법과 관련된 기술이, 미국특허공개공보 2009-0015404, 대한민국특허출원번호 10-2006-0043987, 10-2009-0021243 등에 개시되어 있다.
그러나, 로봇 또는 그에 준하는 기기(예를 들어, 스마트 TV, 에어컨, 냉장고, PC 등)은 대부분 그 작업이 일회성으로 끝나는 것이 아니라 계속적으로 유지되며 시간의 흐름 또는 각종 정보를 가지고 현재 상태가 다른 상태로 전이되는 것으로 진행된다. 따라서 기능이 작동됨에 있어서 해당 기기가 켜져 있는 한 이용상태가 지속되고 있는 경우를 고려해야 하지만, 위와 같은 종래 기술들은 네트워크 상의 로봇들이 다른 로봇의 오퍼레이션을 지원하는 단순한 방법을 개시할 뿐, 다음과 같은 문제점이 있다.
미국특허공개공보 2009-0015404에서는, 로봇에서 특정 이벤트의 태스크를 수행하고자 하면 해당 기능을 가지고 있는 로봇들을 선택하되 선택된 로봇들은 해당 기능을 지원하기 위하여 이전의 작업을 중지하여야 하는 문제점이 있다. 즉, 이러한 시스템 구성에서는 로봇이 몇 개의 기능을 가지고 있음과 상관없이 한번에 한가지 태스크만 처리할 수 있다는 것을 가정하고 있으며, 이는 멀티태스킹을 지원하지 않으므로 비효율적이며 자원의 낭비가 많은 문제점이 있다.
또한, 대한민국특허출원번호 10-2006-0043987에서는, 태스크 자체를 어떤 문제를 해결하기 위한 일련의 과정으로 정의하고 각 오퍼레이션 단계를 거쳐 태스크가 종료하는 기술을 개시하며, 또한 각 오퍼레이션은 사용중과 사용 가능의 2가지 상태로 나뉘고 있는데 이러한 방법론은 전원이 공급되는 한 특정한 동작을 하고 있는 로봇들 간에 협업을 제어하기에 적합하지 않다. 가장 단순한 형태의 TV만 보더라도 TV는 켜져있는 동안 항상 리모컨이나 버튼의 입력을 받는 형태인데, 위와 같은 종래 기술로는 상태 전이를 변경하여 협업을 제어할 수 있는 방법이 없다.
또한, 대한민국특허출원번호 10-2009-0021243에서는, 단순히 다른 기기의 정보를 공유하여 내비게이션을 지원하는 방식을 개시하지만, 이때에도 다양한 기능을 수행할 수 있는 로봇에 적용하기에 부족함이 많다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 다양한 기능을 자동적으로 수행할 수 있는 각종 디바이스이나 가전 제품을 로봇으로 지칭할 수 있으며, 하나의 로봇이 단독으로 수행할 수 없는 태스크라 할 지라도 M2M(Machine to Machine, 사물지능통신) 프로토콜 기반으로 이기종 다른 로봇들과 통신하여 다른 로봇들의 기능이나 태스크에 대한 제어권을 획득하고 협업으로 해당 태스크를 수행하도록 함으로써, 각 로봇이 가진 리소스를 최대한 낭비 없이 효율적으로 활용하고 협업하여 태스크를 수행할 수 있는 로봇의 태스크 수행 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 본 발명의 일면에 따른 로봇은, 하나 이상의 기능이나 태스크의 유기적인 결합을 정의한 하나 이상의 태스크를 저장하는 저장부; 하나 이상의 이기종 로봇과 통신하는 통신부; 및 상기 태스크의 일부나 전부에 대하여, 또는 상기 태스크의 실행 중 그에 속한 기능 중 상기 로봇에서 지원하지 않는 비존재 기능에 대하여, 상기 통신부를 통해 이기종 로봇으로 해당 수행을 요청하고, 상기 이기종 로봇으로부터 해당 태스크나 기능의 수행에 대한 결과 정보를 수신하여 다음 순서의 태스크 또는 기능을 수행하는 제어부를 포함한다.
상기 태스크의 일부나 전부 또는 상기 비존재 기능에 대한 제어권 요청을 발생시키는 제어권 요청부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 통신부를 통해 상기 제어권 요청을 상기 이기종 로봇으로 전송하고, 상기 이기종 로봇의 상기 제어권 요청에 대한 응답에 따라 상기 이기종 로봇으로 상기 태스크의 일부나 전부 또는 상기 비존재 기능에 대한 수행을 요청할 수 있다.
상기 제어부는 전원이 온 되면, 상기 이기종 로봇이 브로드캐스트하는 기능 또는 태스크에 대한 정보를 상기 저장부에 업데이트하며, 상기 저장부에 업데이트된 정보를 기초로 제어권이 모두 확보된 기능 또는 태스크를 실행할 수 있다.
상기 이기종 로봇은 수행 중인 태스크나 기능의 중지 없이 요청된 상기 태스크나 기능을 수행하여 상기 결과 정보를 상기 로봇으로 전송할 수 있다.
상기 제어부는 상기 이기종 로봇으로부터 태스크나 기능에 대한 제어권 요청을 수신하면, 해당 태스크나 기능이 현재 수행 중인지 여부를 판단하여 수행 중이지 않다면 상기 해당 태스크나 기능에 대한 제어권을 부여하여 응답할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제어권 요청이 센서 정보나 저장 정보를 포함하는 일시적 데이터의 독출이나, 독립된 동작의 실행을 요청하는 태스크나 기능에 대한 것이면 상기 해당 태스크나 기능에 대한 제어권을 즉시 부여하여 응답할 수 있다.
상기 제어부는 상기 해당 이기종 로봇으로부터의 상기 제어권 요청에 대한 응답 후에 상기 저장부에 해당 태스크나 기능에 대한 제어권 부여 정보를 등록한다.
상기 저장부는 저장된 각 태스크에 대한 우선권을 저장하며, 상기 제어부는 상기 우선권에 따른 순서로 상기 각 태스크를 실행할 수 있다.
상기 저장부에 상기 제어권 부여 정보가 갱신되거나, 상기 우선권에 따라 수행 중인 태스크가 변동되면, 상기 제어부는 제어권 부여에 의해 공유 가능한 태스크나 기능에 대한 정보를 상기 통신부를 통해 브로드캐스트할 수 있다.
상기 통신부는 유선 통신, 근거리 무선 통신, 이동통신 네트워크 또는 IP 네트워크 통신으로 이기종 로봇과 통신할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른, 하나 이상의 이기종 로봇과 통신으로 협업하여 태스크를 수행하는 로봇의 태스크 수행 방법에 있어서, 하나 이상의 기능이나 태스크의 유기적인 결합을 정의한 하나 이상의 태스크를 상기 로봇의 저장 수단에 저장하는 단계; 상기 로봇에서, 상기 태스크의 일부나 전부에 대하여, 또는 상기 태스크의 실행 중 그에 속한 기능 중 상기 로봇에서 지원하지 않는 비존재 기능에 대하여, 이기종 로봇으로 해당 수행의 요청을 전송하는 단계; 및 상기 로봇에서, 상기 이기종 로봇으로부터 해당 태스크나 기능의 수행에 대한 해당 결과 정보를 수신하여 다음 순서의 태스크 또는 기능을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 로봇의 태스크 수행 방법 및 장치에 따르면, 다른 가전 제품 등 이기종 다른 로봇들이 가진 다양한 기능을 활용해 다른 로봇들의 작동 상태를 멈추지 않고 지속적으로 동작하는 상태에서도 확장된 많은 태스크를 수행할 수 있다.
또한, 로봇이 이기종 다른 로봇들의 기능들에 대해 제어권을 가지도록 함으로써, 다수의 로봇들이 하나의 시스템인 것과 같이 동작할 수 있으며, 특정 이벤트 발생 시에도 기존 작업들이 정지됨이 없이 협업 상태를 지속하여 전체 시스템의 동작을 업그레이드시킬 수 있다.
예를 들어, 스마트 홈 시스템에서, TV 시청 이외에 인터넷 기능, 카메라, 마이크, 무선 전송 기술 등 다양한 기능을 구비하고 있는 스마트 TV나, 최근 시판되는 각종 홈 로봇들(예, 키봇, 각종 청소로봇, 애완 로봇 등) 간에 다양한 기능들을 공유할 수 있도록 하여 훨씬 복잡한 기능이나 독특한 로봇 제어 서비스가 가능하도록 설계될 수 있다. 또한 현재 홈 게이트웨이를 통한 스마트 홈 시스템을 제공하는 경우도 있으나, 이는 시스템 전체를 한꺼번에 구성해야 되기 때문에 초기 비용문제가 발생한다. 그러나 본 발명을 이용하면, 필요한 기능부터 하나씩 추가가 가능할 뿐 아니라, 일부 기기만 교체함으로써 전체 시스템을 새로 구축하지 않더라도 업그레이드 할 수 있는 효과를 가지고 있다. 또한 이러한 발명은 가정에 국한되지 않고, 여러 전자기기가 결합되는 자동차, 오피스, 공장 등 그 활용범위를 산업계로 확장시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 로봇들간 기능이나 태스크의 협업 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태스크 수행을 위한 로봇의 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇의 태스크 수행을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 로봇의 제어권이나 우선권의 설정과 변경을 설명하기 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 로봇의 태스크 수행을 설명하기 위한 구체적인 일례이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 로봇들간 기능이나 태스크의 협업 관계를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 언급되는 각 로봇은 0개 이상의 태스크, 또는 0개 이상의 기능을 가질 수 있으며, 예를 들어, 기능의 개수가 0이고 단순히 태스크들만 가질 수도 있으며, 태스크의 개수가 0이고 단순히 기능들만 가질 수도 있다. 일반적으로 각 로봇은 하나 이상의 태스크를 가지며 각 태스크에서 동작 관계가 유기적으로 결합되도록 정의된 하나 이상의 기능을 수행할 수 있고, 태스크 내에는 기능과 동작 관계가 유기적으로 결합된 하나 이상의 다른 태스크를 포함할 수도 있다.
예를 들어, 각 로봇은 다양한 기능을 자동적으로 수행할 수 있는 각종 디바이스이나 가전 제품으로서, 온도, 습도, 먼지 등을 감지하는 기능을 수행하는 센서 디바이스, 전원이 켜지면 하나 이상의 기능이나 태스크를 수행하는 냉장고, TV, 키봇, 각종 청소로봇, 애완 로봇, 도어락, 컴퓨터(노트북, 데스크탑 PC 등), PDA, 세탁기, 에어컨 등 가전 제품 등을 포함할 수 있다. 또한, 경우에 따라서는 각 로봇은 자동차, 오피스, 공장 등 산업계의 각종 자동화 기기를 포함할 수 있다.
이러한 로봇들은 유선 통신(예, 시리얼 통신 등), 또는 근거리 무선 통신(예, 블루투스, 지그비, NFC(Near Field Communiation) 등) 네트워크를 통한 통신을 수행하여 필요한 신호를 주고 받을 수 있으며, 경우에 따라서는 이동통신 기지국을 통해 3G(WCDMA)/4G(LTE) 등의 이동통신 네트워크를 통한 통신을 수행할 수도 있고, 또한, 유무선 인터넷 통신을 지원하는 IP(Internet Protocol) 네트워크를 통해 통신할 수도 있다.
각 로봇은 다른 로봇과 연동하기 위하여, 어떤 목적(시나리오)을 획득하기 위한 하나 이상의 기능이나 태스크의 유기적인 결합을 정의한 하나 이상의 태스크를 가질 수 있으며, 제어권(다른 로봇의 제어 권한)이나 우선권(자신 로봇의 수행중인 태스크의 순위)의 변경 시에 이러한 다른 로봇에 제어권을 부여할 수 있는 기능 또는 태스크에 대한 정보(리스트)를 브로드캐스트하여, 다른 로봇과 기능 또는 태스크를 공유할 수 있다.
각 로봇이 가진 태스크는 전원이 켜져 있는 한 상시 동작 중일 수 있으며, 각 태스크는 그에 속한 기능이나 태스크에 대한 제어권을 모두 확보할 수 있는 경우에 실행 가능한 상태가 되며, 각 태스크는 자신 또는 다른 로봇의 다른 태스크의 실행을 명령할 수도 있다. 또한, 각 로봇은 실행 가능한 기능 또는 태스크에 대한 정보(리스트)를 브로드캐스트하며, 실행이 불가하여 공유할 수 없는 기능 또는 태스크에 대한 정보(리스트)는 브로드캐스트하지 않는다. 또한, 각 로봇은 센서 정보, 저장 정보의 독출 등 독립적인 동작에 대한 기능이나 태스크에 대하여는 자신 및 다른 로봇이 동시에 공유하여 사용할 수 있으며, 한번에 하나의 로봇만이 사용하는 기능이나 태스크(예, 어떤 목적(시나리오)을 획득하기 위한 일련의 동작)에 대하여 우선권에 따라 제어권을 부여할 수 있다.
각 로봇은 각 태스크에 부여된 우선권에 따른 순서로 각 태스크를 수행할 수 있으며, 이러한 우선권은 특정 상수의 디지털 값으로 미리 부여될 수도 있고, 사용자에 의해 태스크의 실행 중 변경가능하며, 센서 정보에 의한 이벤트 발생 등 특정 상황에 따라 유동적으로 변경될 수도 있다. 각 로봇은 다른 로봇의 제어권 요청에 대하여 해당 기능이나 태스크를 수행 중이지 않으면 해당 로봇에 제어권을 부여할 수 있으며, 제어권을 부여받은 로봇은 자신의 높은 우선권으로 해당 기능이나 태스크의 수행에 대한 결과 정보를 제공받을 수 있다. 각 로봇은 어떠한 로봇도 사용하고 있지 않은 아이들(idle) 상태의 기능이나 태스크에 대하여 우선권과 관계없이 제어권을 부여할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태스크 수행을 위한 로봇(100)의 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 로봇(100)은, 제어부(110), 저장부(120), 통신부(130), 및 제어권 요청부(140)를 포함할 수 있다. 이와 같은 로봇(100)의 각 구성요소는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다.
먼저, 로봇(100)의 각 구성요소에 대하여 간략히 설명하고, 자세한 설명은 도 3, 4의 흐름도를 참조하여 설명하기로 한다.
제어부(110)는 로봇(100)의 구성요소들에 대한 전반적인 제어를 수행한다.
로봇(100)은 0개 이상의 태스크, 또는 0개 이상의 기능을 가질 수 있으며, 예를 들어, 기능의 개수가 0이고 단순히 태스크들만 가질 수도 있으며, 태스크의 개수가 0이고 단순히 기능들만 가질 수도 있다. 여기서는 저장부(120)가 어떤 목적(시나리오)을 획득하기 위한 하나 이상의 기능이나 태스크의 유기적인 결합을 정의한 하나 이상의 태스크를 저장한 것을 예로 들어 설명한다. 이에 따라 로봇(100)은 우선권에 따른 순서로 동작될 하나 이상의 태스크를 가지며 각 태스크에서 동작 관계가 유기적으로 결합되도록 정의된 하나 이상의 기능을 수행할 수 있고, 태스크 내에는 기능과 동작 관계가 유기적으로 결합된 하나 이상의 다른 태스크를 포함할 수도 있다.
위에서도 기술한 바와 같이, 로봇(100)은 냉장고의 온도 제어, TV의 리모콘 신호 수신에 따른 동작, 키봇의 침입자 추적, 각종 청소로봇의 청소, 애완 로봇의 정해진 동작 수행, 도어락의 오픈/클로우즈, 컴퓨터(노트북, 데스크탑 PC 등)의 소프트웨어 실행, PDA(Personal Digital Assistant)의 통신, 세탁기의 세탁, 에어컨의 실내 온도 조절 등을 위한 하나 이상의 태스크를 가질 수 있다. 또한 도면에는 도시하지 않았지만, 로봇(100)은 이와 같은 각 태스트의 실행을 위한 하나 이상의 기능을 가지며 각 기능은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 구현되어 수행될 수 있다.
통신부(130)는 유무선 네트워크를 통해 하나 이상의 이기종 로봇과 통신하기 위한, 유선 통신(예, 시리얼 통신 등), 또는 근거리 무선 통신(예, 블루투스, 지그비, NFC(Near Field Communiation) 등) 모듈을 포함할 수 있으며, 경우에 따라서는 이동통신 기지국을 통해 3G(WCDMA)/4G(LTE) 등의 이동통신 네트워크를 통한 통신을 수행하거나 유무선 인터넷 통신을 지원하는 IP(Internet Protocol) 네트워크를 통해 통신을 수행하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
제어권 요청부(140)는 저장부(120)에 저장된 위와 같은 태스크의 일부나 전부에 대하여(기능이 없는 경우), 제어권 요청을 발생시킬 수 있으며, 또한, 태스크의 실행 중 그에 속한 기능 중 로봇(100)에서 지원하지 않는 비존재 기능에 대하여, 다른 로봇을 이용하여 수행하기 위한 제어권 요청을 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 제어부(110)는 저장부(120)에 저장된 태스크의 일부나 전부에 대하여, 또는 태스크의 실행 중 그에 속한 기능 중 로봇(100)에서 지원하지 않는 비존재 기능에 대하여, 통신부(130)를 통해 이기종 로봇으로 해당 수행을 요청할 수 있다. 즉, 제어부(110)는 통신부(130)를 통해 제어권 요청부(140)에서 발생한 제어권 요청을 이기종 로봇으로 전송할 수 있으며, 해당 이기종 로봇의 해당 제어권 요청에 대한 응답(제어권 부여)에 따라 이기종 로봇으로 태스크의 일부나 전부 또는 해당 비존재 기능에 대한 수행을 요청할 수 있다. 이에 따라 제어부(110)는 이기종 로봇으로부터 해당 태스크나 기능의 수행에 대한 결과 정보를 수신하여 다음 순서의 태스크 또는 기능을 수행할 수 있다.
이외에도 제어부(110)는 제어권(다른 로봇의 제어 권한)이나 우선권(자신 로봇의 수행중인 태스크의 순위)의 변경 시에 이러한 이기종 로봇에 제어권을 부여할 수 있는 기능 또는 태스크에 대한 정보(리스트)를 통신부(130)를 통해 브로드캐스트하여, 다른 로봇과 기능 또는 태스크를 공유할 수 있도록 제어한다.
각 로봇이 가진 태스크는 전원이 켜져 있는 한 상시 동작 중일 수 있으며, 각 태스크는 그에 속한 기능이나 태스크에 대한 제어권을 모두 확보할 수 있는 경우에 실행 가능한 상태가 되며, 각 태스크는 자신 또는 다른 로봇의 다른 태스크의 실행을 명령할 수도 있다. 태스크는 어떠한 이유(예, 외부의 이벤트, 사용중인 기능의 우선권을 뺏김, 스스로 가진 동작 시나리오 등)에 의해서 동작을 시작/중단/재시작/중지할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 실행 가능한 기능 또는 태스크에 대한 정보(리스트)를 브로드캐스트하며, 실행이 불가하여 공유할 수 없는 기능 또는 태스크에 대한 정보(리스트)는 브로드캐스트하지 않는다. 또한, 제어부(110)는 센서 정보, 저장 정보의 독출 등 독립적인 동작에 대한 기능이나 태스크에 대하여는 언제든지 자신 및 다른 로봇이 동시에 공유하여 사용할 수 있도록 제어하며, 한번에 하나의 로봇만이 사용하는 기능이나 태스크(예, 어떤 목적(시나리오)을 획득하기 위한 일련의 동작)에 대하여 우선권에 따라 제어권을 부여할 수 있다.
이하, 도 3의 흐름도를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 로봇(100)이 하나 이상의 이기종 로봇과 통신으로 협업하여 태스크를 수행하는 예를 설명한다.
먼저, 실행 로봇(100)과 기능이나 태스크를 공유하는 하나 이상의 이기종 로봇이 동작 중인 상태에서, 실행 로봇(100)의 전원을 온(on)하는 것으로 가정할 때(S310), 도 1과 같이 유무선 네트워크를 통해 통신하여 실행 로봇(100)과 이기종 다른 로봇들 등 공유되는 그룹의 로봇들은 서로 간의 기능이나 태스크를 공유할 수 있는 상태가 된다(S311). 예를 들어, 실행 로봇(100)과 이기종 다른 로봇들간의 연동을 위하여 각 통신 상의 신호에는 공유되는 그룹을 나타내는 고유 키가 포함되어 공유되는 로봇들임을 각각 인증할 수 있다. 전원이 온(on)되면, 제어부(110)는 초기화를 수행하여 유무선 네트워크를 통해 이기종 로봇들이 공유할 수 있도록 브로드캐스트하는 기능 또는 태스크에 대한 정보(리스트)를 저장부(120)에 업데이트할 수 있다(S320).
제어부(110)는 저장부(120)에 저장된 하나 이상의 기능이나 태스크의 유기적인 결합을 정의한 하나 이상의 태스크를 각각에 미리 지정한 우선권에 따른 순서로 각 태스크를 실행할 수 있으며, 위와 같이 S320에서 저장부(120)에 업데이트된 공유의 기능 또는 태스크에 대한 정보(리스트)를 기초로, 저장부(120)에 저장된 태스크의 일부나 전부 또는 태스크에 속한 기능들의 제어권을 모두 확보할 수 있는지 여부를 확인할 수 있다(S330).
각 로봇이 가진 태스크는 전원이 켜져 있는 한 상시 동작 중일 수 있으며, 각 태스크는 그에 속한 기능이나 태스크에 대한 제어권을 모두 확보할 수 있는 경우에 실행 가능한 상태가 되며, 각 태스크는 자신 또는 다른 로봇의 다른 태스크의 실행을 명령할 수도 있다. 태스크는 어떠한 이유(예, 외부의 이벤트, 사용중인 기능의 우선권을 뺏김, 스스로 가진 동작 시나리오 등)에 의해서 동작을 시작/중단/재시작/중지할 수 있다.
이와 같이 제어부(110)는 제어권이 모두 확보된 기능 또는 태스크를 실행할 수 있으며, 예를 들어, 태스크의 실행 중 그에 속한 기능 중 로봇(100)에서 지원하지 않는 비존재 기능을 추출하면, 제어권 요청부(140)는 해당 비존재 기능에 대하여, 이기종 로봇을 이용하여 수행하기 위한 제어권 요청을 발생시킬 수 있다(S340). 마찬가지로 제어부(110)가 저장부(120)에 저장된 태스크 중 기능이 없는 태스크의 일부나 전부를 추출하면, 제어권 요청부(140)는 해당 태스크의 일부나 전부에 대하여, 이기종 로봇을 이용하여 수행하기 위한 제어권 요청을 발생시킬 수 있다(S340).
제어부(110)는 이와 같이 발생된 제어권 요청을 통신부(130)를 통해 이기종 로봇으로 전송(예, 브로드캐스트)할 수 있으며(S341), 이에 따라 해당 기능이나 태스크를 공유할 수 있는 이기종 로봇은 해당 제어권 요청에 대한 응답, 즉, 제어권을 부여하는 응답을 전송한다(S342). 이와 같은 응답을 받은 제어부(110)는 해당 이기종 로봇으로 태스크의 일부나 전부 또는 해당 비존재 기능에 대한 수행을 요청할 수 있다(S343).
이에 따라 해당 이기종 로봇은 수행 중인 태스크나 기능의 중지 없이, 요청된 해당 태스크나 기능(수행 중인 태스크나 기능이 아닌 것)을 수행하여(S344) 해당 결과 정보(예, 카메라 촬영 정보 등)를 실행 로봇(100)으로 전송할 수 있다(S345).
실행 로봇(100)의 제어부(110)는 이기종 로봇으로부터 해당 태스크나 기능의 수행에 대한 결과 정보를 수신하여 다음 순서의 태스크 또는 기능을 수행할 수 있다(S350).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 로봇(100)의 제어권이나 우선권의 설정과 변경을 설명하기 흐름도이다.
도 3의 S341에서는 실행 로봇(100)이 제어권을 요청하는 경우를 설명하였으며, 여기서는 다른 이기종 로봇으로부터 자신이 실행할 수 없는 비존재 태스크나 기능에 대한 제어권 요청을 수신하는 경우에는(S410), 제어부(110)는 해당 태스크나 기능이 현재 수행 중인지 여부를 판단하여 수행 중이지 않다면(S420) 해당 태스크나 기능에 대한 제어권을 부여하여 응답할 수 있다(S421). 예를 들어, 제어부(110)는 해당 제어권 요청이 센서 정보나 저장 정보를 포함하는 일시적 데이터의 독출이나, 독립된 동작의 실행을 요청하는 태스크나 기능에 대한 것 등이면, 즉, 자신이 수행하는 기능이나 태스크의 계속적인 실행에 영향이 없는 태스크나 기능에 대한 것이면, 해당 태스크나 기능이 현재 수행 중인지 여부의 판단 없이(공유되는 그룹을 나타내는 고유 키 정도만 확인) 해당 태스크나 기능에 대한 제어권을 즉시 부여하여 응답할 수도 있다(S421).
이와 같이 제어부(110)가 이기종 로봇으로부터의 제어권 요청에 대한 응답 후에는, 저장부(120)에 해당 태스크나 기능에 대한 제어권 부여 정보를 등록할 수 있다. 예를 들어, 어느 로봇에 어떠한 태스크나 기능에 대한 제어권을 부여한 정보를 각 태스크나 기능별로 분류하여 저장부(120)에 업데이트할 수 있다(S430). 이와 같이 저장부(120)에 제어권 부여 정보가 갱신되면, 제어부(110)는 제어권 부여에 의해 공유 가능한 태스크나 기능에 대한 정보를 통신부(130)를 통해 브로드캐스트할 수 있다(S431). 마찬가지로, 제어부(110)는 우선권에 따른 순서로 각 태스크를 실행하는 동안, 어느 태스크의 실행이 끝나고 다음 태스크의 실행이 있을 때, 즉, 우선권에 따라 수행 중인 태스크가 변동되면, 제어권 부여에 의해 공유 가능한 태스크나 기능에 대한 정보를 통신부(130)를 통해 브로드캐스트할 수 있다. 즉, 제어부(110)는 타 로봇에 의해 실행 가능한 기능 또는 태스크에 대한 정보(리스트)를 브로드캐스트하며, 실행이 불가하여 공유할 수 없는 기능 또는 태스크에 대한 정보(리스트)는 브로드캐스트하지 않는다.
도 5는 본 발명의 로봇의 태스크 수행을 설명하기 위한 구체적인 일례이다.
예를 들어, CCTV(Closed Circuit Television) 시스템인 제1로봇(10)은 카메라 촬영 기능(11), 녹화 기능(12), 회전 기능(13)을 가지며, 태스크1로서 카메라 촬영 기능(11), 녹화 기능(12), 회전 기능(13)의 유기적인 결합을 갖는다고 가정한다. 즉, 제1로봇(10)은 카메라 촬영 기능(11)에 따라 카메라로 촬영한 정보를 녹화 기능(12)에 따라 소정의 저장수단에 저장하며, 회전 기능(13)에 따라 일정 주기로 카메라를 회전시키면서, 카메라로 촬영한 정보를 녹화 기능(12)에 따라 소정의 저장수단에 저장할 수 있다. 또한, 제1로봇(10)은 카메라 촬영 기능(11), 녹화 기능(12), 추가 카메라 촬영 기능(예, 제2로봇의 카메라 21)을 포함하는 태스크2를 가지며, 또한, 태스크1, 태스크5(예, 제3로봇의 태스크5), 추가 카메라 촬영 기능(예, 제2로봇의 카메라 21)을 포함하는 태스크3을 가지는 것으로 가정한다. 태스크2 는 추가 카메라 기능(21)을 필요로 하며, 추가 카메라(예, 21)가 있을 경우 동시에 여러 위치의 영상을 저장하는 작업일 수 있다. 태스크3은 이동식 카메라 기능(예, 31)을 필요로 하며, 자신이 촬영할 수 없는 영역을 이동하며 촬영하는 작업일 수 있다.
또한, 웹캠인 제2로봇(20)은, 카메라 촬영 기능(21), USB(Universial Serial Bus) 연결 기능(22), 마이크 기능(23)을 가지며, 태스크6로서 카메라 촬영 기능(21), USB 연결 기능(22), 마이크 기능(23)의 유기적인 결합을 갖는다고 가정한다. 즉, 제2로봇(20)은 카메라 촬영 기능(21)에 따라 카메라로 촬영한 정보와 마이크 기능(23)에 따라 사용자가 대화하는 보이스 정보를 USB 연결 기능(22)에 따라 USB를 통해 컴퓨터(PC) 등으로 전송할 수 있다.
또한, 키봇인 제3로봇(30)은, 이동 카메라 기능(31)을 가지며, 태스크 5로서 이동 카메라 기능(31)에 따라 일정 경로에 따라 주위를 돌아 다니며 카메라로 촬영하는 기능을 가진다. 또한, 제3로봇(30)은 이동 카메라 기능(31)과 마이크 기능(예, 제2로봇의 마이크 23)을 포함하는 태스크7을 가질 수 있다. 또한 제3로봇(30)은, 실내 온/습도 조절을 위해 온도 센서, 습도 센서들 가질 수 있다.
위와 같이 제1로봇(10)에서 태스크1의 경우 자신이 가지고 있는 기능들 11, 12, 13을 사용하기 때문에 모두 실행 가능한 상태이지만, 태스크 2,3 은 기능 21, 태스크5를 필요로 하기 때문에 제1로봇(10) 단독으로는 수행이 불가능하다. 이때 만약 네트워크 상에 다른 기기인 제2로봇(20), 제3로봇(30)이 추가된 경우, 태스크 2,3 에서 필요로 하는 기능이나 태스크가 제2로봇(20), 제3로봇(30)에 있기 때문에 태스크 2, 3이 실행 가능한 상태로 된다.
예를 들어, 제1로봇(10)(CCTV)은 거실에 설치된 경우, 태스크1에 따라 거실만을 회전 촬영하며 영상을 저장할 수 있다. 사용자가 제2로봇(20)(웹캠)을 안방에 설치하면, 웹캠과 CCTV는 네트워크로 연결되며 웹캠은 네트워크 상에 자신이 가지고 있는 기능이나 태스크에 대한 정보(리스트)와 해당 상태(공유 가능/불가능)를 고지한다. 이를 통해 CCTV는 웹캠에 있는 카메라가 있음을 인지하고, 현재 그 기능을 사용중인 태스크가 없다면 자신이 웹캠의 카메라에 대한 제어권을 가질 수 있는 상태이다. 이 때 제1로봇(10)의 태스크2는 실행 가능 상태로 바뀌며, 태스크1의 수행 시나리오에서 태스크 2나 태스크 3이 사용 가능할 경우 태스크1을 중단하고 태스크 2나 3으로 우선권을 이행시킬 수 있다. 이제 CCTV는 자신이 촬영하는 거실 뿐 아니라 웹캠의 카메라에 대한 제어권을 가지고 안방도 함께 감시하여 촬영한 정보를 자신의 저장 수단에 저장한다. 여기에 추가로 제3로봇(30)인 키봇이 네트워크 상에 들어오면, 제1로봇(10)은 태스크3으로 이행하여 거실과 안방은 CCTV와 웹캠을 통해 감시하며, 이외의 영역은 키봇을 움직여 감시하여 촬영한 정보를 자신의 저장 수단에 저장할 수 있다. 이는 물론 키봇의 이동기능과 카메라 기능에 대한 제어권을 갖는 것이 가능했을 때 태스크 3이 실행 가능 상태가 됨을 의미한다.
만약 이 상황에서 사용자가 키봇에게 애완동물 감시 태스크를 추가적으로 실행시킬 수 있다. 애완동물 감시 태스크는 이동기능, 카메라기능, 이미지 처리기능, 저장기능을 필요로 한다. 제3로봇(30)인 키봇에 대하여 특정 사용자의 실행에 의한 태스크가 CCTV 의 태스크3보다 우선권이 높을 경우, CCTV의 키봇에 대한 이동, 카메라 기능의 우선권을 빼앗기고 제1로봇(10)은 태스크2(거실+안방 감시)로 이행한다. 제3로봇(30)인 키봇의 경우 네트워크상의 CCTV 와 웹캠을 인식하며, 웹캠의 촬영기능은 동시에 여러 기기가 사용 가능하므로 키봇은 애완동물 감시할 때 안방은 직접 가지 않고 웹캠의 영상을 통해 감시한다. 이 웹캠은 CCTV와 키봇이 동시에 사용하게 되는 것이다. 그러나 CCTV의 회전 촬영에 대한 우선권이 현재 실행중인 태스크2의 우선권보다 낮다면, CCTV도 함께 활용하지 못한다. 다만 키봇 자체의 저장소가 부족한 경우, 키봇은 CCTV의 대용량 저장소를 이용해 촬영내역을 CCTV에 저장해놓을 수 있다. 저장소는 대부분의 경우 동시에 여러 기기가 함께 이용 가능한 기능이다. 그러나 키봇에 애완동물 감시 태스크를 실행시키려 할 때, 이를 실행시키는 사용자의 권한이 낮아 CCTV가 가진 키봇에 대한 제어권보다 높은 우선권의 태스크를 실행 시킬 수 없는 경우, 키봇의 애완동물 감시 태스크를 실행하지 못하는 상황이 될 수 있다.
위의 예처럼 CCTV가 태스크2, 키봇이 애완동물 감시 태스크를 실행하고 있는 도중에 현관의 도어락 시스템이 침입자에 의해 알람이 울린다면, 방범 시스템(예, 제4로봇)은 높은 우선권으로 CCTV, 키봇에 대한 회전 감시, 이동 감시에 대한 제어권을 가져와 침입자를 추적하는 태스크를 수행할 수 있다. 여기서 태스크의 각 기능에 대한 우선권은 제조 당시에 각 태스크에 미리 설정해놓을 수도 있고, 추후 사용자에 의해 재조정 될 수도 있다. 일반적인 경우 방범에 관련된 태스크들은 매우 높은 우선권을 설정해 놓는 것으로서 비상사태에 대비할 수 있다.
기존 기술과 차별화 되는 점은 각 기능에 대해 별개로 우선권을 통한 제어권 확보 방식으로 인해, 로봇의 여러 기능에 대해 복수의 태스크가 수행 가능하다는 점이다. 위의 예를 들면, 가정 내 설치된 스마트 에어컨(예, 제5로봇)이 키봇의 온도, 습도, 먼지 센서를 사용하여 실내 공기를 조절하는 태스크가 수행 중이라고 하면, 비록 도어락 시스템이 키봇의 이동, 감시 기능을 사용하는 중이라고 하더라도 여전히 습도, 먼지 센서에 대한 제어권은 에어컨이 가지고 있다는 점이다. 따라서 키봇은 도어락 시스템에 의해 침입자를 이동 감시함과 동시에 실내 공기 조절을 하는 태스크를 함께 수행하는 것이다. 즉 복수개의 기능을 가진 기기에 대하여 여러 다른 기기(로봇)에 있는 태스크가 동시에 그 기능을 사용 가능하도록 하는 방법론이다. 비슷한 실시 예로 청소로봇과 환기 시스템, 에어컨, 공기 청정기가 유기적으로 그 기능을 공유해 가며 실내 청결 태스크를 수행할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서 로봇은 기능의 개수가 0이고 단순히 태스크들만 저장하고 있는 기기를 포함한다. 이러한 예는 홈 게이트웨이, 또는 중앙 통제 시스템 등을 들 수 있다. 수많은 기계를 하나의 유기적인 시스템으로 구성하고자 하는 경우, 기능의 제어권에 대한 경쟁이 복잡하게 일어나고 이는 원하지 않는 수행 결과를 가져올 수 있다. 이 경우 다수의 기기를 복합적으로 관리하는 태스크만을 가진 중앙 통제 기기를 이용해 해결할 수 있다. 이 기기는 네트워크 기능 외에는 단순히 많은 태스크들만을 저장하고 있고 가정 내에 있는 각종 로봇 기기들을 가장 효율적으로 관리할 수 있도록 그 순서를 통제할 수 있다. 이 방법의 예로, 우선 각종 에어컨, 냉장고, 키봇, 청소로봇, CCTV, TV, 도어락 등이 각자의 태스크를 다른 기기와 연동해서 독자적으로 수행하고 있는 상황에서 컨트롤 타워 로봇을 추가하였다고 가정하자. 이 컨트롤 타워 로봇은 다른 기기들을 복합적으로 일괄 통제 가능한 여러 시나리오를 가진 태스크를 가지고 있으며, 이 태스크의 기능들에 대한 우선권은 기기가 개별적으로 가지고 있는 태스크보다 높게 설정된다. 이 컨트롤 타워는 기타 다른 기능 없이 사용자에게 원격 인터페이스만 제공하며, 가정 내에 있는 모든 가전기기들을 유기적으로 동작시켜 스마트 홈 시스템을 구축할 수 있다. 이 경우 각 기기들의 제조사가 같을 필요도 없으며, 따라서 스마트 홈 시스템의 일부 기기를 변경하거나 추가가 용이하다. 즉 사용자의 필요에 의해 원하는 기기를 구매하였을 때 이를 시스템의 일부로 편입시키는 것이 가능하다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
로봇(100)
제어부(110)
저장부(120)
통신부(130)
제어권 요청부(140)

Claims (11)

  1. 하나 이상의 기능이나 태스크의 유기적인 결합을 정의한 하나 이상의 태스크를 저장하는 저장부;
    하나 이상의 이기종 로봇과 통신하는 통신부; 및
    상기 저장부에 저장된 상기 태스크의 일부나 전부에 대하여, 또는 상기 태스크의 실행 중 그에 속한 기능 중 상기 로봇에서 지원하지 않는 비존재 기능에 대하여, 상기 통신부를 통해 이기종 로봇으로 해당 수행을 요청하고, 상기 이기종 로봇으로부터 해당 태스크나 기능의 수행에 대한 결과 정보를 수신하여 다음 순서의 태스크 또는 기능을 수행하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태스크의 일부나 전부 또는 상기 비존재 기능에 대한 제어권 요청을 발생시키는 제어권 요청부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 통신부를 통해 상기 제어권 요청을 상기 이기종 로봇으로 전송하고, 상기 이기종 로봇의 상기 제어권 요청에 대한 응답에 따라 상기 이기종 로봇으로 상기 태스크의 일부나 전부 또는 상기 비존재 기능에 대한 수행을 요청하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 전원이 온 되면, 상기 이기종 로봇이 브로드캐스트하는 공유 가능한 기능 또는 태스크에 대한 정보를 상기 저장부에 업데이트하며, 상기 저장부에 업데이트된 정보를 기초로 제어권이 모두 확보된 상기 기능 또는 태스크를 실행하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이기종 로봇은 수행 중인 태스크나 기능의 중지 없이 요청된 상기 태스크나 기능을 수행하여 상기 결과 정보를 상기 로봇으로 전송하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이기종 로봇으로부터 태스크나 기능에 대한 제어권 요청을 수신하면, 해당 태스크나 기능이 현재 수행 중인지 여부를 판단하여 수행 중이지 않다면 상기 해당 태스크나 기능에 대한 제어권을 부여하여 응답하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제어권 요청이 센서 정보나 저장 정보를 포함하는 일시적 데이터의 독출이나, 독립된 동작의 실행을 요청하는 태스크나 기능에 대한 것이면 상기 해당 태스크나 기능에 대한 제어권을 즉시 부여하여 응답하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 해당 이기종 로봇으로부터의 상기 제어권 요청에 대한 응답 후에 상기 저장부에 해당 태스크나 기능에 대한 제어권 부여 정보를 등록하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는 저장된 각 태스크에 대한 우선권을 저장하며,
    상기 제어부는 상기 우선권에 따른 순서로 상기 각 태스크를 실행하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 저장부에 상기 제어권 부여 정보가 갱신되거나, 상기 우선권에 따라 수행 중인 태스크가 변동되면, 상기 제어부는 제어권 부여에 의해 공유 가능한 태스크나 기능에 대한 정보를 상기 통신부를 통해 브로드캐스트하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는 유선 통신, 근거리 무선 통신, 이동통신 네트워크 또는 IP 네트워크 통신으로 이기종 로봇과 통신하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  11. 하나 이상의 이기종 로봇과 통신으로 협업하여 태스크를 수행하는 로봇의 태스크 수행 방법에 있어서,
    하나 이상의 기능이나 태스크의 유기적인 결합을 정의한 하나 이상의 태스크를 상기 로봇의 저장 수단에 저장하는 단계;
    상기 로봇에서, 상기 저장 수단에 저장된 태스크의 일부나 전부에 대하여, 또는 상기 태스크의 실행 중 그에 속한 기능 중 상기 로봇에서 지원하지 않는 비존재 기능에 대하여, 이기종 로봇으로 해당 수행의 요청을 전송하는 단계; 및
    상기 로봇에서, 상기 이기종 로봇으로부터 해당 태스크나 기능의 수행에 대한 해당 결과 정보를 수신하여 다음 순서의 태스크 또는 기능을 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 태스크 수행 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109613857A (zh) * 2018-12-05 2019-04-12 陕西理工大学 一种基于互联网+多功能智能家居安防系统
KR102045367B1 (ko) * 2019-03-29 2019-11-15 주식회사 아이온커뮤니케이션즈 Feed 검증 업무 자동화 시스템 및 방법

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