KR20190042495A

KR20190042495A - 로봇 시스템의 제어

Info

Publication number: KR20190042495A
Application number: KR1020187033971A
Authority: KR
Inventors: 사미 하다딘
Original assignee: 프랜카 에미카 게엠바하
Priority date: 2016-04-24
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2019-04-24
Also published as: JP2019514707A; WO2017186596A1; US11396098B2; CN109070347A; EP3448633A1; DE102016004836B3; KR102150886B1; US20190134816A1; SG11201808689PA

Abstract

본 발명은 로봇 시스템을 제어하는 방법과 그 로봇 시스템에 관한 것이다. 상기 로봇 시스템은 액튜에이터들에 의해 구동되는 요소들을 가지는 로봇(ROBO)(201)과; 현재 로봇 상태 Z _robo 를 감지하는 제1 센서(S1 _i )(202)들과; 로봇 시스템을 제어 및 조정하는 현재 제어 프로그램 SP(t)를 실행하는 중앙 제어 유닛(ZSE)(203)과; 하나 이상의 사용자 인터페이스(NS _p )(204)와; 중앙 제어 유닛(ZSE) 및/또는 로봇 시스템의 하나 이상의 다른 구성요소(201, 202, 204, 205, 206)들을 위한 서비스(MPS _r )를 실행하는 하나 이상의 프로세서 유닛(PE _r )(205)들을 구비하며; 여기서 로봇(ROBO)(201)과, 제1 센서(S1 _i )(202)들과, 중앙 제어 유닛(ZSE)(203)과, 사용자 인터페이스(NS _p )(204)들과, 그리고 프로세서 유닛(PE _r )(205)들은 데이터 네트워크(DN)(206) 상에서 서로 통신한다. 중앙 제어 유닛(ZSE)(203)은 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행이 오류 상태를 야기하는지 여부를 예측 시험(101)하도록 구성 및 실행된다. 시험(101) 중에 이러한 오류 상태가 예측되면, 하나 이상의 동작(102a-102e)이 실행(102)된다.

Description

로봇 시스템의 제어

본 발명은 로봇 시스템을 제어하는 방법과 그 로봇 시스템에 관한 것이다.

본 발명이 관련된 로봇 시스템은 액튜에이터(actuator)들에 의해 구동되는 요소들을 가지는 로봇과; 로봇의 현재 상태를 감지하는 센서들과; 로봇 시스템을 제어 및 조정하는 현재 제어 프로그램을 실행하는 중앙(central) 제어 유닛(control unit)과; 하나 이상의 사용자 인터페이스(user interface)로, 사용자인터페이스와 제어 유닛이 현재 제어 프로그램을 그 실행 동안 수정된(modified) 제어 프로그램으로 수정하도록 구성되고; 그리고 중앙 제어 유닛을 위한 서비스들을 실행하는 하나 이상의 프로세서 유닛(processor unit)들을 구비한다. 여기서 로봇과, 센서들과, 중앙 제어 유닛과, 사용자 인터페이스와, 그리고 프로세서 유닛들은 시간 가변(time-variant)일 수 있는 동적 데이터 네트워크를 통해 서로 통신한다.

특히 액튜에이터들에 의해 구동되는 요소들을 가지는 이러한 로봇 시스템의 로봇이 인간과 상호작용할 수 있을 때, 안전성의 향상을 위해 현재 제어 프로그램이 정확히 실행 가능하고 견고하며, 인간 및/또는 환경 및/또는 로봇에 유해한 바람직하지 못한 로봇 상태를 야기할 수 있는 오류가 거의 없어야 한다.

본 발명의 목적은 제어 프로그램을 실행할 때 안전성이 향상된, 즉 개선된 로봇 시스템을 제어하는 개선된 방법과 그 로봇 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 독립 청구항들의 특징들로 명확해질 것이다. 유용한 추가적 실시예들과 설계들은 종속항들의 주제이다. 본 발명의 다른 특징, 응용 옵션, 및 이점들은 이하의 기재사항과 도면들에 표현된 예시적 실시예의 설명으로 명확해질 것이다.

본 발명의 제1 국면(aspect)은 로봇 시스템을 제어하는 방법에 관련되는데, 로봇 시스템은, 액튜에이터들에 의해 구동되는 요소들을 가지는 로봇(ROBO)과; i = 1, …, I일 때 현재 로봇 상태 Z _robo (t)를 감지하는 제1 센서(S1 _i )들과; 로봇 시스템을 제어 및 조정하는 현재 제어 프로그램 SP(t)를 실행하는 중앙 제어 유닛(ZSE)과; p = 1, …, P일 때 제어 유닛과 함께 현재 제어 프로그램 SP(t)를 그 실행 중의 시간 t1에 수정된 제어 프로그램 SP(t) = SP*(t > t1인 t)으로 수정하도록 구성된 하나 이상의 사용자 인터페이스(NS _p )와; 그리고 r = 1, …, R일 때 중앙 제어 유닛(ZSE) 및/또는 로봇 시스템의 하나 이상의 다른 구성요소들을 위한 서비스(MPS _r )를 실행하는 하나 이상의 프로세서 유닛(PE _r )들을 포함하여 구성된다.

"여기서 현재 로봇 상태 Z _robo "라는 용어는 광의로 이해되어야 한다. 이는 특히(inter alia) 로봇의 기계적, 동적, 전기적, 그리고 자료 기반(data-based) 및 시간 종속(time-dependent) 상태를 포함한다. 또한 이 용어는 예를 들어 기계적 설정 상태/그 구성 등의 시간과 독립적인 로봇의 상태도 포함한다.

제어 유닛(ZSE)은 바람직하기로 현재 제어 프로그램 SP(t)에 기반하여 모든 열거된 구성요소들을 가지는 로봇 시스템을 제어 및 조정하는 컴퓨터 또는 프로세서로 설계된다.

여기서 "현재 제어 프로그램 SP(t)"이라는 용어는 어떤 제어 프로그래밍 언어의 규칙들을 충족하는 명령(instruction)들의 시퀀스(sequence)로 이해되어야 한다. 제어 프로그램 SP(t)는 소위 앱(apps; application software) 등의 보조 제어 프로그램들을 포함할 수 있다.

중앙 제어 유닛(ZSE)은 여기서, r = 1, …, R일 때 중앙 제어 유닛(ZSE)을 위한 서비스(MPS _r )를 실행하는 하나 이상의 프로세서 유닛(PE _r )들에 연결된다.

여기서 "프로세서 유닛(PE _r )"이라는 용어는 광의로 이해되어야 한다. 이는 기본적으로, 로봇 시스템 및/또는 하나 이상의 그 구성요소들에 최광의의 의미로 "서비스(service)"를 제공하는 그 자체의 프로세서, 즉 그 자체의 데이터 처리를 가지는 모든 유닛들을 포함한다. 이 서비스들은 여기서 서비스(MPS _r )로 특징지어진다. 이들은 특히 각 프로세서 유닛(PE _r )의 종류(type)에 좌우된다.

이에 따라 프로세서 유닛(PE _r )은 제어 유닛(ZSE) 및/또는 로봇 시스템의 다른 구성요소들로부터 들어오는 데이터를 독점적으로 추가 처리하여 예를 들어 데이터를 보여주거나 그 결과를 추가적으로 처리하거나 제어 유닛(ZSE) 및/또는 로봇 시스템의 다른 구성요소들로부터 들어오는 데이터에 기반하여 동작(action), 서비스(service) 등을 생성한다. 특히 광학적, 촉각적(tactile) 및/또는 음향적 정볼ㄹ 출력하는 출력 유닛들이 이 프로세서 유닛의 카테고리에 속한다.

또한 프로세서 유닛(PE _r )은 제어 유닛(ZSE) 및/또는 로봇 시스템의 다른 구성요소들로부터 들어오는 데이터를 추가적으로 처리하여 추가 처리의 결과를 유닛(ZSE) 및/또는 다른 구성요소들로 전송할 수 있다. 이 변형예에서, 분산 방식으로 배치된 복수의 프로세서 유닛(PE _r )들이 함께 조합되어 예를 들어 단시간 내에 복잡한 연산이 가능하도록 하기 위해 향상된 연산 능력(computing capacity)을 제공할 수 있다. 이 변형예에서, 시간 병행(time-parallel)의 다양한 과업(task)들이 여러 프로세서 유닛(PE _r )들에 의해 추가적으로 실행되어, 그 결과가 추가적 처리를 위해 제어 유닛(ZSE) 및/또는 로봇 시스템의 다른 구성요소들로 전송될 수 있다.

마지막으로, 프로세서 유닛(PE _r )은 제어 유닛(ZSE) 및/또는 로봇 시스템의 다른 구성요소들로 전송될 그 자체의 데이터를 독점적으로 생성할 수 있다. 이 카테고리는 예를 들어 측정 데이터를 취득(acquire)하고, 선택적으로 전처리(pre-process)하여 그 자체의 인터페이스를 통해 제어 유닛(ZSE) 및/또는 로봇 시스템의 다른 구성요소들로 전송하는 모든 센서 시스템들을 포함한다.

사용자 인터페이스(NS _p )는 바람직하기로 모니터/디스플레이와 데이터 및 정보의 수동 및/또는 음향 입력을 위한 인터페이스를 구비한다. 사용자 인터페이스(NS _p )는 바람직하기로, 예를 들어 컴퓨터 터미널, 노트북, 스마트폰 등이다. 사용자 인터페이스(NS _p )와 제어 유닛(ZSE)은 현재 제어 프로그램 SP(t)를 그 실행 중의 시간 t1에 수정된 제어 프로그램 SP(t) = SP*(t > t1인 t)으로 수정하도록 구성되는데, 여기서 사용자 인터페이스(NS _p )를 통해 입력된(entered) 변경들은 바람직하기로, p = 1, …, P일 때 현재 제어 프로그램 SP(t) 내에 순차적으로 도입된다(implement). 여기서 식 SP(t) = SP*(t > t1인 t)은 항상 SP(t)로 표시되는 현재 제어 프로그램이 시간 t1부터 시작하는 제어 프로그램 P*(t > t1인 t)으로 규정된다는 것을 의미한다.

본 발명에 따르면, 로봇(ROBO)과, 제1 센서(S1 _i )들과, 중앙 제어 유닛(ZSE)과, 사용자 인터페이스(NS _p )들과, 그리고 프로세서 유닛(PE _r )들은 로봇 시스템의 구성요소들 간에 해당 데이터의 데이터 통신(data communication)이 이뤄질 수 있도록, 가능하기로 동적(dynamic) 및/또는 시간 가변(time-variant) 데이터 네트워크(DN) 상에서 서로 연결된다.

바람직하기로, 로봇 시스템의 개별 구성요소들은 전기 및/또는 광학 데이터 라인(data line) 상에서 통신한다. 구성요소들 간에 교환되는 데이터는 바람직하기로 암호화된다(encrypted).

로봇(ROBO)은 본 발명에 따라 로봇 상태(robot state; Z _robo )들을 수용(accept)하는데, 다음: Z _robo,total 이 모든 가능한 로봇 상태들의 양을 나타내는 상태 공간(state space)를 정의할 때 Z _robo ∈ Z _robo,total 이 적용되고, 모든 허용된 로봇 상태 Z _{robo,permitted} 의 양을 나타내는 상태 공간 Z _{robo,permitted} 가 더 정의되며, 여기서 다음이 적용된다: Z _{robo,permitted} ∈ Z _{robo,permittedl} 및 Z _{robo,permitted} ⊆ Z _robo,total .

제1 센서(S1 _i )들은 본 발명에 따라 센서 상태(sensor state; Z _S1,i )들을 수용하는데, 다음: Z _S1,i.total 이 모든 가능한 센서 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _S1,i ∈ Z _S1,i _.total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _S1,i _. _permitted 들의 양을 나타내는 상태 공간 Z _S1,i _.permitted 가 더 정의되며, 여기서 다음: Z _S1,i _.permitted ∈ Z _{S1,i.permitted} and Z _{S1,i.permitted} ⊆ Z _robo,total 이 적용된다.

제어 유닛(ZSE)들은 본 발명에 따라 제어 유닛 상태(Z _ZSE )들을 수용하는데, 다음: Z _ZSE,total 이 모든 가능한 제어 유닛 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _ZSE ∈ Z _ZSE,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{ZSE,permitted} 들의 양을 나타내는 상태 공간 Z _{ZSE,permitted} 가 더 정의되며, 여기서 다음: Z _{ZSE,permitted} ∈ Z _{ZSE,permitted} 및 Z _{ZSE,permitted} ⊆ Z _ZSE,total 이 적용된다.

사용자 인터페이스(NS _p )들은 본 발명에 따라 사용자 인터페이스 상태(Z _NS,p )들을 수용하는데, 다음: Z _NS,p,total 이 모든 가능한 사용자 인터페이스 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _NS,p ∈ Z _NS,p,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{NS,p,permitted} 들의 양을 나타내는 상태 공간 Z _{NS,p,permitted} 가 더 정의되며, 여기서 다음: Z _{NS,p,permitted} ∈ Z _{NS,p,permitted} 및 Z _{NS,p,permitted} ⊆ Z _NSp,total 이 적용된다.

프로세서 유닛(PE _r )들은 본 발명에 따라 프로세서 상태(Z _PE,r )들을 수용하는데, 다음: Z _PE,r,total 이 모든 가능한 프로세서 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _PE,r ∈ Z _PE,r,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{PE,r,permitted} 들의 양을 나타내는 상태 공간 Z _{PE,r,permitted} 가 더 정의되며, 여기서 다음: Z _{PE,r,permitted} ∈ Z _{PE,r,permitted} 및 Z _{PE,r,permitted} ⊆ Z _PE,r,total 이 적용된다. 여기서 "프로세서 상태'라는 용어는 광의로 해석되어야 한다. 이는 예를 들어, 기술적으로 확인할 수 있는 프로세서 유닛(PE _r )의 전기적, 기계적, 온도 의존적, 데이터 관련(data-related), 작동 등의 모든 상태를 포함한다.

서비스(MPSR _r )들은 본 발명에 따라 서비스 상태(Z _MPS,r )들을 수용하는데, 다음: Z _MPS,r,total 이 모든 가능한 서비스 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _MPS,r ∈ Z _MPS,r,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{MPS,r,permitted} 들의 양을 나타내는 상태 공간 Z _{MPS,r,permitted} 가 더 정의되며 여기서 다음: Z _{MPS,r,permitted} ∈ Z _{MPS,r,permitted} 및 Z _{MPS,r,permitted} ⊆ Z _MPS,r,total 이 적용된다. 여기서 "서비스 상태'라는 용어는 광의로 해석되어야 한다. 이는 예를 들어, 기술적으로 확인할 수 있는 서비스(MPSR _r )의 전기적, 기계적, 온도 의존적, 데이터 관련, 작동 등의 모든 상태를 포함한다.

본 발명에 따라 데이터 네트워크(DN)들은 가능하기로 동적 및/또는 시간 가변 데이터 네트워크 상태(Z _data )들을 수용하는데, 다음: Z _data,total 이 모든 가능한 데이터 네트워크 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _data ∈ Z _data,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{data,permitted} 들의 양을 나타내는 상태 공간 Z _{data,permitted} 가 더 정의되며 여기서 다음: Z _{data,permitted} ∈ Z _{data,permitted} 및 Z _{data,permitted} ⊆ Z _data,total 이 적용된다. 여기서 "데이터 네트워크 상태'라는 용어는 광의로 해석되어야 한다. 이는 예를 들어, 기술적으로 확인할 수 있는 데이터 네트워크(DN)의 전기적, 기계적, 온도 의존적, 데이터 관련, 작동 등의 모든 상태를 포함한다.

본 발명 방법(proposed method)은 다음 단계:

현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행 중에 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행의 완료가 오류 상태를 야기하는지 여부를 판단하기 위해 예측 시험하는 단계로, 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행이

- 로봇 상태(Z _robo )에 다음이 적용: Z _robo

Z _{robo,permitted} 및/또는

- 센서 상태(Z _S1,i )에 다음이 적용: Z _S1,i

Z _{S1,i,permitted} 및/또는

- 제어 유닛 상태(Z _ZSE )에 다음이 적용: Z _ZSE

Z _{ZSE,permitted} 및/또는

- 프로세서 상태(Z _PE,r )에 다음이 적용: Z _PE,r

Z _{PE,r,permitted} 및/또는

- 서비스 상태(Z _MPS,r )에 다음이 적용: Z _MPS,r

Z _{MPS,r,permitted} 및/또는

- 사용자 인터페이스 상태(Z _NS,p )에 다음이 적용: Z _NS,p

Z _{NS,p,permitted} 및/또는

- 데이터 네트워크 상태(Z _data )에 다음이 적용: Z _data

Z _{data,permitted} 인

상태를 야기하는 것이 오류 상태로 정의되는 시험 단계와, 그리고

시험 단계 동안 이러한 오류 상태가 예측되면 다음에 열거된 동작들:

- 새로운 예측 시험에서 오류 상태로 판단되지 않도록 현재 제어 프로그램 SP(t)을 자동으로 수정하고 이에 따라 수정된 제어 프로그램 SP(t)을 실행:

- 하나 또는 모든 사용자 인터페이스(NS _p )들 상에 현재 제어 프로그램 SP(t)을 수정하라는 프롬프트(prompt)의 생성:

- 광학적 또는 음향적 경고의 생성:

- 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행의 중단;

- 소정의 대기 상태(standby state)를 취하도록 로봇(ROBO)을 작동;

중의 하나 이상을 실행하는 단계를 구비한다.

본 발명 방법은 이와 같이, 완료 또는 처리될 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행이 오류 상태를 야기할 것인지 여부를 판단하도록 각 현재 제어 프로그램 SP(t)에 대해 예측 시험을 수행한다. 그 수행에 있어서 수정된 현재 제어 프로그램 SP(t)가 실행을 완료할 필요가 없는데, 이는 이 시험이 예측 특성을 가질 것이라는 것을 의미한다. 즉 현재 제어 프로그램 SP(t)가 그 실행 동안 오류를 생성할 때까지 기다릴 필요가 없으며; 그 대신, 이 잠재적 오류 상태들이 본 발명 방법에 의해 미리 검출될 수 있다. 이는 특히 로봇이 안전을 위협하는 상태로 진입하지 않을 것을 보장한다. 이는 인간 및/또는 동적 환경과 상호작용하는 로봇을 포함하는 로봇 시스템에 특히 유용하다.

예측 시험은 바람직하기로 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행과 동시에 이뤄지고 앞으로 처리될 제어 프로그램에 특히 유용하다. 유용한 대체안에 있어서, 현재 제어 프로그램에 대한 변경 후에 전체 수정된 현재 제어 프로그램에 대해 이 시험이 실행된다.

본 발명 방법의 유용한 개선은 상태 공간( Z _{robo,permitted,} Z _{S1,i,permitted,} Z _{ZSE,permitted,} Z _{PR,r,permitted,} Z _{MPS,r,permitted,} Z _{NS,p,permitted,} Z _{data,permitted} )들이 제어 프로그램 SP(t)을 통해 로봇(ROBO)에 의해 실행되도록 의도된 출력/동작의 함수로 규정되는 것을 특징으로 한다. 이는 로봇에 의해 실행 가능한 과업 및/또는 동작에 최적화된 상태 공간들의 사양(specification)을 가능하게 하며, 이에 따라 과업 및/또는 동작의 함수로서의 오류 상태의 구체적 정의가 가능해진다.

본 발명 방법의 유용한 개선은 제어 프로그램 SP(t)가 자기 성찰적(introspective), 즉 제어 프로그램 SP(t)가 그 자체의 구조를 인식하고 이를 수정할 수 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 데이터 네트워크 상태(Z _data )는 다음 매개변수들의 하나 이상을 고려한다:

- 구성요소들의 물리적 이용도(physical availability): 데이터 네트워크(DN) 내의 로봇(ROBO), 제1 센서(S1 _i) 들, 중앙 제어 유닛(ZSE), 사용자 인터페이스(NS _p ), 그리고 프로세서 유닛(PE _r );

- 구성요소들 간의 현재 통신 상태;

- 구성요소들 간의 데이터 및 신호 실행시간(runtime);

- 구성요소들 간의 데이터 교환의 순차적(chronological) 및 돌발적(casual) 제한.

바람직하기로 로봇 상태(Z _robo )는 다음 매개변수들의 하나 이상을 고려한다:

- 로봇(ROBO)의 현재의 물리적 구성;

- 로봇(ROBO)의 동적 상태;

- 로봇(ROBO)의 전기적 상태;

- 로봇(ROBO)의 환경과의 상호작용(들).

바람직하기로 프로세서 상태(Z _PE,r )는 다음 매개변수들의 하나 이상을 고려한다:

- 프로세서 유닛 상에서 현재 실행되고 있는 서비스 또는 알고리즘;

- 프로세서 유닛 상에서 현재 실행되고 있는 서비스 또는 알고리즘의 현재 성능(performance);

- 프로세서 유닛의 사용 가능한 프로세서 용량;

- 프로세서 유닛의 현재 부하;

- 프로세서 유닛의 사용 가능한 작업 메모리;

- 각 프로세서 유닛의 제어 버스의 상태;

- 프로세서 유닛의 아키텍처(architecture);

- 프로세서 유닛의 명령어 세트(command set);

- 프로세서 유닛의 사이클링(cycling);

바람직하기로 서비스 상태(Z _MPS,r )는 다음 매개변수들의 하나 이상을 고려한다:

- 로봇(ROBO)의 현재 물리적/기계적 구성;

- 로봇(ROBO)의 동적 상태;

- 로봇(ROBO)의 전기적 상태;

- 로봇(ROBO)의 환경과의 상호작용(들).

본 발명은 또한 데이터 처리 장치를 가지는 컴퓨터 시스템에 관련되는데, 이 데이터 처리 장치는 전술한 방법이 데이터 처리 장치 상에서 실행되도록 설계된다.

본 발명은 또한 전자적으로 판독 가능한 제어 신호들을 가지는 디지털 메모리 매체에 관련되는데, 제어 신호들은 전술한 방법이 실행되도록 프로그램 가능한 컴퓨터 시스템과 협력할 수 있다.

본 발명은 또한 프로그램 코드가 데이터 처리 장치 상에서 실행될 때 전술한 방법을 실행시키는, 기계 판독 가능한 캐리어(carrier) 상에 저장된 메모리 코드를 가지는 컴퓨터 프로그램 제품에 관련된다.

본 발명은 또한 프로그램이 데이터 처리 장치 상에서 작동할 때 전술한 방법을 실행하는 프로그램 코드를 가지는 컴퓨터 프로그램에 관련된다. 이를 위해 데이터 처리 장치는 종래기술로 알려진 어떤 컴퓨터 시스템으로 설계될 수 있다.

마지막으로, 본 발명은 다음 구성요소들을 구비하는 로봇 시스템에 관련된다:

액튜에이터들에 의해 구동되는 요소들을 가지는 로봇(ROBO)과; i = 1, …, I일 때 현재 로봇 상태 Z _robo 를 감지하는 제1 센서(S1 _i )들과; 로봇 시스템을 제어 및 조정하는 현재 제어 프로그램 SP(t)를 실행하는 중앙 제어 유닛(ZSE)과; p = 1, …, P일 때 하나 이상의 사용자 인터페이스(NS _p )와; 그리고 r = 1, …, R일 때 중앙 제어 유닛(ZSE) 및/또는 로봇 시스템의 하나 이상의 다른 구성요소들을 위한 서비스(MPS _r )를 실행하는 하나 이상의 프로세서 유닛(PE _r )들을 구비하고; 여기서 로봇(ROBO)과, 제1 센서(S1 _i )들과, 중앙 제어 유닛(ZSE)과, 사용자 인터페이스(NS _p )들과, 그리고 프로세서 유닛(PE _r )들은 데이터 네트워크(DN) 상에서 서로 통신하고; 그리고 중앙 제어 유닛(ZSE)과 사용자 인터페이스(NS _p )들은 현재 제어 프로그램 SP(t)를 그 실행 중의 시간 t1에 수정된 제어 프로그램 SP(t) = SP*(t > t1인 t)으로 수정하도록 구성된다.

본 발명에 따르면, 로봇(ROBO)은 로봇 상태(robot state; Z _robo )들을 수용(accept)할 수 있는데, 다음: Z _robo,total 이 모든 가능한 로봇 상태들의 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _robo ∈ Z _robo,total 이 적용되고, 모든 허용된 로봇 상태 Z _{robo,permitted} 의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{robo,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{robo,permitted} ∈ Z _{robo,permittedl} 및 Z _{robo,permitted} ⊆ Z _robo,total 이 적용된다.

본 발명에 따르면, 제1 센서(S1 _i )들은 센서 상태(sensor state; Z _S1,i )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _S1,i.total 이 모든 가능한 센서 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _S1,i ∈ Z _S1,i _.total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{S1,i.permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _S1,i _.permitted 가 더 규정되며, 다음: Z _{S1,i.permitted} ∈ Z _{S1,i.permitted} and Z _{S1,i.permitted} ⊆ Z _robo,total 이 적용된다.

본 발명에 따르면, 제어 유닛(ZSE)들은 제어 유닛 상태(Z _ZSE )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _ZSE,total 이 모든 가능한 제어 유닛 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _ZSE ∈ Z _ZSE,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{ZSE,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{ZSE,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{ZSE,permitted} ∈ Z _{ZSE,permitted} 및 Z _{ZSE,permitted} ⊆ Z _ZSE,total 이 적용된다.

본 발명에 따르면, 사용자 인터페이스(NS _p )들은 사용자 인터페이스 상태(Z _NS,p )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _NS,p,total 이 모든 가능한 사용자 인터페이스 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _NS,p ∈ Z _NS,p,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{NS,p,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{NS,p,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{NS,p,permitted} ∈ Z _{NS,p,permitted} 및 Z _{NS,p,permitted} ⊆ Z _NSp,total 이 적용된다.

본 발명에 따르면, 프로세서 유닛(PE _r )들은 프로세서 상태(Z _PE,r )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _PE,r,total 이 모든 가능한 프로세서 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _PE,r ∈ Z _PE,r,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{PE,r,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{PE,r,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{PE,r,permitted} ∈ Z _{PE,r,permitted} 및 Z _{PE,r,permitted} ⊆ Z _PE,r,total 이 적용된다.

본 발명에 따르면, 서비스(MPSR _r )들은 서비스 상태(Z _MPS,r )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _MPS,r,total 이 모든 가능한 서비스 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _MPS,r ∈ Z _MPS,r,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{MPS,r,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{MPS,r,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{MPS,r,permitted} ∈ Z _{MPS,r,permitted} 및 Z _{MPS,r,permitted} ⊆ Z _MPS,r,total 이 적용된다.

본 발명에 따르면, 데이터 네트워크(DN)들은 데이터 네트워크 상태(Z _data )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _data,total 이 모든 가능한 데이터 네트워크 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _data ∈ Z _data,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{data,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{data,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{data,permitted} ∈ Z _{data,permitted} 및 Z _{data,permitted} ⊆ Z _data,total 이 적용된다.

본 발명 로봇 시스템의 제어 유닛(ZSE)은 다음 단계들을 실행하도록 더 실행 및 구성되는데:

현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행 중에 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행의 완료(complete execution)가 오류 상태를 야기하는지 여부를 판단(determine)하기 위해 예측 시험하는 단계로, 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행이

- 로봇 상태(Z _robo )에 다음이 적용: Z _robo

Z _{robo,permitted} 및/또는

- 센서 상태(Z _S1,i )에 다음이 적용: Z _S1,i

Z _{S1,i,permitted} 및/또는

- 제어 유닛 상태(Z _ZSE )에 다음이 적용: Z _ZSE

Z _{ZSE,permitted} 및/또는

- 프로세서 상태(Z _PE,r )에 다음이 적용: Z _PE,r

Z _{PE,r,permitted} 및/또는

- 서비스 상태(Z _MPS,r )에 다음이 적용: Z _MPS,r

Z _{MPS,r,permitted} 및/또는

- 사용자 인터페이스 상태(Z _NS,p )에 다음이 적용: Z _NS,p

Z _{NS,p,permitted} 및/또는

- 데이터 네트워크 상태(Z _data )에 다음이 적용: Z _data

Z _{data,permitted} 인

- 새로운 예측 시험에서 오류 상태로 판단되지 않도록 현재 제어 프로그램 SP(t)을 자동으로 수정(modify)하고 이에 따라 수정된 제어 프로그램 SP(t)을 실행:

- 광학적 또는 음향적 경고의 생성:

- 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행의 중단;

중의 하나 이상을 실행하는 단계.

본 발명 로봇의 이점과 유용한 개선예들은 본 발명 방법에 관련된 설명과 유사하므로 이를 참조하면 명확해질 것이다.

다른 이점, 특징, 그리고 상세들은 도면을 선택적으로 참조하여 상세히 설명된 적어도 하나의 예시적 실시예의 이하의 설명으로 명확해질 것이다. 동등, 유사 및/또는 기능적으로 동등한 부분들에는 동일한 참조번호가 부여되었다.
도 1은 본 발명 방법의 흐름도를 도시하고; 그리고
도 2는 본 발명 로봇 시스템의 블록도를 도시한다.

도 1은 로봇 시스템을 제어하는 본 발명 방법의 흐름도를 도시하는데, 로봇 시스템은 다음 구성요소들: 액튜에이터들에 의해 구동되는 요소들을 가지는 로봇(ROBO)(201)과; i = 1, …, I일 때 현재 로봇 상태 Z _robo 를 감지하는 제1 센서(S1 _i )(202)들과; 로봇 시스템을 제어 및 조정하는 현재 제어 프로그램 SP(t)를 실행하는 제어 유닛(ZSE)(203)과; p = 1, …, P일 때 하나 이상의 사용자 인터페이스(NS _p )(204)와; r = 1, …, R일 때 중앙 제어 유닛(ZSE) 및/또는 로봇 시스템의 하나 이상의 다른 구성요소들을 위한 서비스(MPS _r )를 실행하는 하나 이상의 프로세서 유닛(PE _r )(205)들을 구비하고; 여기서 로봇과, 제1 센서(S1 _i )(202)들과, 중앙 제어 유닛(ZSE)(203)과, 사용자 인터페이스(NS _p )(204)들과, 그리고 프로세서 유닛(PE _r )(205)들은 데이터 네트워크(DN)(206) 상에서 서로 통신하고; 그리고 중앙 제어 유닛(ZSE)(203)과 사용자 인터페이스(NS _p )(204)들은 현재 제어 프로그램 SP(t)를 그 실행 중의 시간 t1에 수정된 제어 프로그램 SP(t) = SP*(t > t1인 t)으로 수정하도록 구성된다.

로봇(ROBO)(201)은 로봇 상태(robot state; Z _robo )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _robo,total 이 모든 가능한 로봇 상태들의 양을 나타내는 상태 공간(state space)를 정의할 때 Z _robo ∈ Z _robo,total 이 적용되고, 모든 허용된 로봇 상태 Z _{robo,permitted} 의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{robo,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{robo,permitted} ∈ Z _{robo,permittedl} 및 Z _{robo,permitted} ⊆ Z _robo,total 이 적용된다.

제1 센서(S1 _i )(202)들은 센서 상태(sensor state; Z _S1,i )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _S1,i.total 이 모든 가능한 센서 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _S1,i ∈ Z _S1,i _.total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _S1,i _. _permitted 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _S1,i _.permitted 가 더 규정되며, 다음: Z _S1,i _.permitted ∈ Z _{S1,i.permitted} and Z _S1,i _.permitted ⊆ Z _robo,total 이 적용된다.

제어 유닛(ZSE)(203)들은 제어 유닛 상태(Z _ZSE )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _ZSE,total 이 모든 가능한 제어 유닛 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _ZSE ∈ Z _ZSE,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{ZSE,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{ZSE,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{ZSE,permitted} ∈ Z _{ZSE,permitted} 및 Z _{ZSE,permitted} ⊆ Z _ZSE,total 이 적용된다.

사용자 인터페이스(NS _p )(204)들은 사용자 인터페이스 상태(Z _NS,p )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _NS,p,total 이 모든 가능한 사용자 인터페이스 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _NS,p ∈ Z _NS,p,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{NS,p,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{NS,p,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{NS,p,permitted} ∈ Z _{NS,p,permitted} 및 Z _{NS,p,permitted} ⊆ Z _NSp,total 이 적용된다.

프로세서 유닛(PE _r )(205)들은 프로세서 상태(Z _PE,r )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _PE,r,total 이 모든 가능한 프로세서 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _PE,r ∈ Z _PE,r,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{PE,r,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{PE,r,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{PE,r,permitted} ∈ Z _{PE,r,permitted} 및 Z _{PE,r,permitted} ⊆ Z _PE,r,total 이 적용된다.

서비스(MPSR _r )들은 서비스 상태(Z _MPS,r )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _MPS,r,total 이 모든 가능한 서비스 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _MPS,r ∈ Z _MPS,r,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{MPS,r,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{MPS,r,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{MPS,r,permitted} ∈ Z _{MPS,r,permitted} 및 Z _{MPS,r,permitted} ⊆ Z _MPS,r,total 이 적용된다.

데이터 네트워크(DN)(206)들은 데이터 네트워크 상태(Z _data )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _data,total 이 모든 가능한 데이터 네트워크 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _data ∈ Z _data,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{data,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{data,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{data,permitted} ∈ Z _{data,permitted} 및 Z _{data,permitted} ⊆ Z _data,total 이 적용된다.

본 발명 방법은 다음 단계들을 구비한다:

제1 단계(101)에서 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행 중에 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행의 완료(complete execution)가 오류 상태를 야기하는지 여부를 판단(determine)하기 위해 예측 시험이 이뤄지는데, 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행이

- 로봇 상태(Z _robo )에 다음이 적용: Z _robo

Z _{robo,permitted} 및/또는

- 센서 상태(Z _S1,i )에 다음이 적용: Z _S1,i

Z _{S1,i,permitted} 및/또는

- 제어 유닛 상태(Z _ZSE )에 다음이 적용: Z _ZSE

Z _{ZSE,permitted} 및/또는

- 프로세서 상태(Z _PE,r )에 다음이 적용: Z _PE,r

Z _{PE,r,permitted} 및/또는

- 서비스 상태(Z _MPS,r )에 다음이 적용: Z _MPS,r

Z _{MPS,r,permitted} 및/또는

- 사용자 인터페이스 상태(Z _NS,p )에 다음이 적용: Z _NS,p

Z _{NS,p,permitted} 및/또는

- 데이터 네트워크 상태(Z _data )에 다음이 적용: Z _data

Z _{data,permitted} 인

상태를 야기하는 것이 오류 상태로 정의되고, 그리고

시험 단계(101) 동안 이러한 오류 상태가 예측되면 제2 단계(102)에서 다음에 열거된 동작들:

- 새로운 예측 시험(101)에서 오류 상태로 판단되지 않도록 현재 제어 프로그램 SP(t)을 자동으로 수정(102a)하고 이에 따라 수정된 제어 프로그램 SP(t)을 실행:

- 하나 또는 모든 사용자 인터페이스(NS _p )들 상에 현재 제어 프로그램 SP(t)을 수정하라는 프롬프트(prompt)의 생성(102b):

- 광학적 또는 음향적 경고의 생성(102c):

- 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행의 중단(102d);

- 소정의 대기 상태(standby state)를 취하도록 로봇(ROBO)을 작동(102e);

중의 하나 이상이 실행된다.

바람직하기로, 이 방법은 현재 제어 프로그램 SP(t) 내의 어떤 변화에 의해 촉발된다(triggered).

도 2는 본 발명 로봇 시스템의 블록도를 도시하는데; 이 로봇 시스템은 다음 구성요소들: 액튜에이터들에 의해 구동되는 요소들을 가지는 로봇(ROBO)(201)과; i = 1, …, I일 때 현재 로봇 상태 Z _robo 를 감지하는 제1 센서(S1 _i )(202)들과; 로봇 시스템을 제어 및 조정하는 현재 제어 프로그램 SP(t)를 실행하는 제어 유닛(ZSE)(203)과; p = 1, …, P일 때 하나 이상의 사용자 인터페이스(NS _p )(204)와; r = 1, …, R일 때 중앙 제어 유닛(ZSE) 및/또는 로봇 시스템의 하나 이상의 다른 구성요소들을 위한 서비스(MPS _r )를 실행하는 하나 이상의 프로세서 유닛(PE _r )(205)들을 구비한다.

중앙 제어 유닛(ZSE)(203)과 사용자 인터페이스(NS _p )(204)들은 현재 제어 프로그램 SP(t)를 그 실행 중의 시간 t1에 수정된 제어 프로그램 SP(t) = SP*(t > t1인 t)으로 수정하도록 구성된다.

로봇(201)과, 제1 센서(S1 _i )(202)들과, 중앙 제어 유닛(ZSE)(203)과, 사용자 인터페이스(NS _p )(204)들과, 그리고 프로세서 유닛(PE _r )(205)들은 데이터 네트워크(DN)(206) 상에서 서로 통신한다.

로봇(ROBO)(201)은 로봇 상태(Z _robo )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _robo,total 이 모든 가능한 로봇 상태들의 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _robo ∈ Z _robo,total 이 적용되고, 모든 허용된 로봇 상태 Z _{robo,permitted} 의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{robo,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{robo,permitted} ∈ Z _{robo,permittedl} 및 Z _{robo,permitted} ⊆ Z _robo,total 이 적용된다.

제1 센서(S1 _i )(202)들은 센서 상태(Z _S1,i )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _S1,i.total 이 모든 가능한 센서 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _S1,i ∈ Z _S1,i _.total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _S1,i _. _permitted 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _S1,i _.permitted 가 더 규정되며, 다음: Z _S1,i _.permitted ∈ Z _S1,i _.permitted and Z _{S1,i.permitted} ⊆ Z _robo,total 이 적용된다.

데이터 네트워크(DN)(206)들은 데이터 네트워크 상태(Z _data )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _data,total 이 모든 가능한 데이터 네트워크 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _data ∈ Z _data,total 이 정의되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{data,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{data,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{data,permitted} ∈ Z _{data,permitted} 및 Z _{data,permitted} ⊆ Z _data,total 이 적용된다.

중앙 제어 유닛(ZSE)(203)은,

현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행 중에 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행의 완료(complete execution)가 오류 상태를 야기하는지 여부를 판단(determine)하기 위해 예측 시험이 이뤄지는데, 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행이

- 로봇 상태(Z _robo )에 다음이 적용: Z _robo

Z _{robo,permitted} 및/또는

- 센서 상태(Z _S1,i )에 다음이 적용: Z _S1,i

Z _{S1,i,permitted} 및/또는

- 제어 유닛 상태(Z _ZSE )에 다음이 적용: Z _ZSE

Z _{ZSE,permitted} 및/또는

- 프로세서 상태(Z _PE,r )에 다음이 적용: Z _PE,r

Z _{PE,r,permitted} 및/또는

- 서비스 상태(Z _MPS,r )에 다음이 적용: Z _MPS,r

Z _{MPS,r,permitted} 및/또는

- 사용자 인터페이스 상태(Z _NS,p )에 다음이 적용: Z _NS,p

Z _{NS,p,permitted} 및/또는

- 데이터 네트워크 상태(Z _data )에 다음이 적용: Z _data

Z _{data,permitted} 인

상태를 야기하는 것이 오류 상태로 정의되고, 그리고

- 광학적 또는 음향적 경고의 생성(102c):

- 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행의 중단(102d);

중의 하나 이상이 실행되도록 설계 및 구성된다.

본 발명이 바람직한 예시적 실시예들에 의해 예시되고 상세히 설명되었으나, 본 발명은 개시된 예들로 한정되는 것이 아니며 당업계의 통상의 기술을 가진 자라면 본 발명의 보호범위 너머로 확장하지 않고도 다른 변형들을 도출할 수 있을 것이다. 이에 따라 복수의 변형 옵션들이 존재할 것이 명확하다. 마찬가지로 예시적 실시예들은 단지 예만을 나타내며, 예를 들어 본 발명의 보호범위, 사용 옵션, 또는 구성을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것도 명확하다. 오히려, 이상의 설명과 도면 설명은 당업계의 통상의 기술을 가진 자가 예시적 실시예들을 구체적으로 구현하도록 해주며, 본 발명의 개시된 개념을 알게 된 당업계의 통상의 기술을 가진 자는 청구항들과 상세한 설명의 더 구체적 설명 등의 그 법률적 등가물로 정의되는 보호 범위를 벗어나지 않고도 예를 들어 예시적 실시예들에 열거된 개별적 요소들의 기능과 배치에 대해 여러 가지 변형을 가할 수 있을 것이다.

101 : 본 발명 방법의 단계 102a-e : 본 발명 방법의 단계들
201 : 로봇 202 : 제1 센서
203 : 제어 유닛 204 :사용자 인터페이스
205 : 프로세서 유닛 206 : 데이터 네트워크

Claims

로봇 시스템을 제어하는 방법으로, 로봇 시스템은,
- 액튜에이터들에 의해 구동되는 요소들을 가지는 로봇(ROBO)(201)과;
- i = 1, …, I일 때 현재 로봇 상태 Z _robo (t)를 감지하는 제1 센서(S1 _i )(202)들과;
- 로봇 시스템을 제어 및 조정하는 현재 제어 프로그램 SP(t)를 실행하는 중앙 제어 유닛(ZSE)(203)과;
- p = 1, …, P일 때 하나 이상의 사용자 인터페이스(NS _p )(204)와;
- r = 1, …, R일 때 중앙 제어 유닛(ZSE) 및/또는 로봇 시스템의 하나 이상의 다른 구성요소(201, 202, 204, 205, 206)들을 위한 서비스(MPS _r )를 실행하는 하나 이상의 프로세서 유닛(PE _r )(205)들을 포함하여 구성되고;
- 여기서, 로봇(ROBO)(201)과, 제1 센서(S1 _i )(202)들과, 중앙 제어 유닛(ZSE)(203)과, 사용자 인터페이스(NS _p )(204)들과, 그리고 프로세서 유닛(PE _r )(205)들은 데이터 네트워크(DN)(206) 상에서 서로 통신하며;
- 여기서, 중앙 제어 유닛(ZSE)(203)과 사용자 인터페이스(NS _p )(204)들은 현재 제어 프로그램 SP(t)를 그 실행 중의 시간 t1에 수정된 제어 프로그램 SP(t) = SP*(t > t1인 t)으로 수정하도록 구성되고,
- 여기서, 로봇(ROBO)(201)은 로봇 상태(Z _robo )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _robo,total 이 모든 가능한 로봇 상태들의 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _robo ∈ Z _robo,total 이 적용되고, 모든 허용된 로봇 상태 Z _{robo,permitted} 의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{robo,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{robo,permitted} ∈ Z _{robo,permittedl} 및 Z _{robo,permitted} ⊆ Z _robo,total 이 적용되고,
- 여기서, 제1 센서(S1 _i )(202)들은 센서 상태(Z _S1,i )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _S1,i.total 이 모든 가능한 센서 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _S1,i ∈ Z _S1,i _.total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _S1,i _. _permitted 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _S1,i _.permitted 가 더 규정되며, 다음: Z _S1,i _.permitted ∈ Z _S1,i _.permitted and Z _{S1,i.permitted} ⊆ Z _robo,total 이 적용되고,
- 여기서, 제어 유닛(ZSE)(203)들은 제어 유닛 상태(Z _ZSE )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _ZSE,total 이 모든 가능한 제어 유닛 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _ZSE ∈ Z _ZSE,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{ZSE,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{ZSE,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{ZSE,permitted} ∈ Z _{ZSE,permitted} 및 Z _{ZSE,permitted} ⊆ Z _ZSE,total 이 적용되고,
- 여기서, 사용자 인터페이스(NS _p )(204)들은 사용자 인터페이스 상태(Z _NS,p )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _NS,p,total 이 모든 가능한 사용자 인터페이스 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _NS,p ∈ Z _NS,p,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{NS,p,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{NS,p,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{NS,p,permitted} ∈ Z _{NS,p,permitted} 및 Z _{NS,p,permitted} ⊆ Z _NSp,total 이 적용되고,
- 여기서, 프로세서 유닛(PE _r )(205)들은 프로세서 상태(Z _PE,r )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _PE,r,total 이 모든 가능한 프로세서 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의하는 Z _PE,r ∈ Z _PE,r,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{PE,r,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{PE,r,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{PE,r,permitted} ∈ Z _{PE,r,permitted} 및 Z _{PE,r,permitted} ⊆ Z _PE,r,total 이 적용되고,
- 여기서, 서비스(MPSR _r )들은 서비스 상태(Z _MPS,r )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _MPS,r,total 이 모든 가능한 서비스 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _MPS,r ∈ Z _MPS,r,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{MPS,r,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{MPS,r,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{MPS,r,permitted} ∈ Z _{MPS,r,permitted} 및 Z _{MPS,r,permitted} ⊆ Z _MPS,r,total 이 적용되고,
- 여기서, 데이터 네트워크(DN)(206)들은 데이터 네트워크 상태(Z _data )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _data,total 이 모든 가능한 데이터 네트워크 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _data ∈ Z _data,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{data,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{data,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{data,permitted} ∈ Z _{data,permitted} 및 Z _{data,permitted} ⊆ Z _data,total 이 적용되고,
로봇 시스템의 제어 방법이 다음 단계들:
- 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행 중에 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행의 완료가 오류 상태를 야기하는지 여부를 판단하기 위해 예측 시험이 이뤄지는 제1 단계(101)로, 여기서 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행이
⊙ 로봇 상태(Z _robo )에 다음이 적용: Z _robo
Z _{robo,permitted} 및/또는
⊙ 센서 상태(Z _S1,i )에 다음이 적용: Z _S1,i
Z _{S1,i,permitted} 및/또는
⊙ 제어 유닛 상태(Z _ZSE )에 다음이 적용: Z _ZSE
Z _{ZSE,permitted} 및/또는
⊙ 프로세서 상태(Z _PE,r )에 다음이 적용: Z _PE,r
Z _{PE,r,permitted} 및/또는
⊙ 서비스 상태(Z _MPS,r )에 다음이 적용: Z _MPS,r
Z _{MPS,r,permitted} 및/또는
⊙ 사용자 인터페이스 상태(Z _NS,p )에 다음이 적용: Z _NS,p
Z _{NS,p,permitted} 및/또는
⊙ 데이터 네트워크 상태(Z _data )에 다음이 적용: Z _data
Z _{data,permitted} 인
상태를 야기하는 것이 오류 상태로 정의되는 예측 시험단계(101)와,
- 시험 단계(101) 동안 이러한 오류 상태가 예측되면 다음에 열거된 동작들:
⊙ 새로운 예측 시험(101)에서 오류 상태로 판단되지 않도록 현재 제어 프로그램 SP(t)을 자동으로 수정(102a)하고 이에 따라 수정된 제어 프로그램 SP(t)을 실행:
⊙ 하나 또는 모든 사용자 인터페이스(NS _p )들 상에 현재 제어 프로그램 SP(t)을 수정하라는 프롬프트(prompt)의 생성(102b):
⊙ 광학적 또는 음향적 경고의 생성(102c):
⊙ 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행의 중단(102d);
⊙ 소정의 대기 상태를 취하도록 로봇(ROBO)을 작동(102e);
중의 하나 이상이 실행되는 단계(102)를 구비하는 로봇 시스템의 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상태 공간( Z _{robo,permitted} _, Z _{S1,i,permitted} _, Z _{ZSE,permitted} _, Z _{PR,r,permitted} _, Z _{MPS,r,permitted} _, Z _{NS,p,permitted,} Z _{data,permitted} )들이 제어 프로그램 SP(t)을 통해 로봇(ROBO)에 의해 실행되도록 의도된 과업/동작의 함수로 규정되는 로봇 시스템의 제어 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
제어 프로그램 SP(t)가 그 자체의 구조를 인식하고 이를 수정할 수 있는 로봇 시스템의 제어 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
데이터 네트워크 상태(Z _data )가 다음 매개변수들:
- 구성요소들의 물리적 이용도: 데이터 네트워크(DN)(206) 내의 로봇(ROBO)(201), 제1 센서(S1 _i) 들(201), 중앙 제어 유닛(ZSE)(203), 사용자 인터페이스(NS _p )(204), 그리고 프로세서 유닛(PE _r )(205);
- 구성요소들(201-206) 간의 현재 통신 상태;
- 구성요소들(201-206) 간의 데이터 및 신호 실행시간;
- 구성요소들(201-206) 간의 데이터 교환의 순차적 및 돌발적 제한
중의 하나 이상을 고려하는 로봇 시스템의 제어 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
로봇 상태(Z _robo )가 다음 매개변수들:
- 로봇(ROBO)(201)의 현재의 물리적 구성(physical configuration);
- 로봇(ROBO)(201)의 동적 상태;
- 로봇(ROBO)(201)의 전기적 상태;
- 로봇(ROBO)(201)의 환경과의 상호작용(들)
중의 하나 이상을 고려하는 로봇 시스템의 제어 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
프로세서 상태(Z _PE,r )가 다음 매개변수들:
- 프로세서 유닛 상에서 현재 실행되고 있는 서비스 또는 알고리즘;
- 프로세서 유닛 상에서 현재 실행되고 있는 서비스 또는 알고리즘의 현재 성능;
- 프로세서 유닛의 사용 가능한 프로세서 용량;
- 프로세서 유닛의 현재 부하;
- 프로세서 유닛의 사용 가능한 작업 메모리;
- 각 프로세서 유닛의 제어 버스의 상태;
- 프로세서 유닛의 아키텍처;
- 프로세서 유닛의 명령어 집합;
- 프로세서 유닛의 사이클링
중의 하나 이상을 고려하는 로봇 시스템의 제어 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
서비스 상태(Z _MPS,r )가 다음 매개변수들:
- 로봇(ROBO)(201)의 현재 물리적/기계적 구성;
- 로봇(ROBO)(201)의 동적 상태;
- 로봇(ROBO)(201)의 전기적 상태;
- 로봇(ROBO)(201)의 환경과의 상호작용(들)
중의 하나 이상을 고려하는 로봇 시스템의 제어 방법.
로봇 시스템에 있어서,
- 액튜에이터들에 의해 구동되는 요소들을 가지는 로봇(ROBO)(201)과;
- i = 1, …, I일 때 현재 로봇 상태 Z _robo (t)를 감지하는 제1 센서(S1 _i )(202)들과;
- 로봇 시스템을 제어 및 조정하는 현재 제어 프로그램 SP(t)를 실행하는 중앙 제어 유닛(ZSE)(203)과;
- p = 1, …, P일 때 하나 이상의 사용자 인터페이스(NS _p )(204)와;
- r = 1, …, R일 때 중앙 제어 유닛(ZSE) 및/또는 로봇 시스템의 하나 이상의 다른 구성요소(201, 202, 204, 205, 206)들을 위한 서비스(MPS _r )를 실행하는 하나 이상의 프로세서 유닛(PE _r )(205)들을 포함하여 구성된 로봇 시스템으로,
- 여기서, 로봇(ROBO)(201)과, 제1 센서(S1 _i )(202)들과, 중앙 제어 유닛(ZSE)(203)과, 사용자 인터페이스(NS _p )(204)들과, 그리고 프로세서 유닛(PE _r )(205)들은 데이터 네트워크(DN)(206) 상에서 서로 통신하며;
- 여기서, 중앙 제어 유닛(ZSE)(203)과 사용자 인터페이스(NS _p )(204)들은 현재 제어 프로그램 SP(t)를 그 실행 중의 시간 t1에 수정된 제어 프로그램 SP(t) = SP*(t > t1인 t)으로 수정하도록 구성되고,
- 여기서, 로봇(ROBO)(201)은 로봇 상태(Z _robo )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _robo,total 이 모든 가능한 로봇 상태들의 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _robo ∈ Z _robo,total 이 적용되고, 모든 허용된 로봇 상태 Z _{robo,permitted} 의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{robo,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{robo,permitted} ∈ Z _{robo,permittedl} 및 Z _{robo,permitted} ⊆ Z _robo,total 이 적용되고,
- 여기서, 제1 센서(S1 _i )(202)들은 센서 상태(Z _S1,i )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _S1,i.total 이 모든 가능한 센서 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _S1,i ∈ Z _S1,i _.total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _S1,i _. _permitted 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _S1,i _.permitted 가 더 규정되며, 다음: Z _S1,i _.permitted ∈ Z _S1,i _.permitted and Z _S1,i _.permitted ⊆ Z _robo,total 이 적용되고,
- 여기서, 제어 유닛(ZSE)(203)들은 제어 유닛 상태(Z _ZSE )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _ZSE,total 이 모든 가능한 제어 유닛 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _ZSE ∈ Z _ZSE,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{ZSE,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{ZSE,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{ZSE,permitted} ∈ Z _{ZSE,permitted} 및 Z _{ZSE,permitted} ⊆ Z _ZSE,total 이 적용되고,
- 여기서 사용자 인터페이스(NS _p )(204)들은 사용자 인터페이스 상태(Z _NS,p )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _NS,p,total 이 모든 가능한 사용자 인터페이스 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _NS,p ∈ Z _NS,p,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{NS,p,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{NS,p,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{NS,p,permitted} ∈ Z _{NS,p,permitted} 및 Z _{NS,p,permitted} ⊆ Z _NSp,total 이 적용되고,
- 여기서, 프로세서 유닛(PE _r )(205)들은 프로세서 상태(Z _PE,r )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _PE,r,total 이 모든 가능한 프로세서 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의하는 Z _PE,r ∈ Z _PE,r,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{PE,r,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{PE,r,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{PE,r,permitted} ∈ Z _{PE,r,permitted} 및 Z _{PE,r,permitted} ⊆ Z _PE,r,total 이 적용되고,
- 여기서, 서비스(MPSR _r )들은 서비스 상태(Z _MPS,r )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _MPS,r,total 이 모든 가능한 서비스 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _MPS,r ∈ Z _MPS,r,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{MPS,r,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{MPS,r,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{MPS,r,permitted} ∈ Z _{MPS,r,permitted} 및 Z _{MPS,r,permitted} ⊆ Z _MPS,r,total 이 적용되고,
- 여기서, 데이터 네트워크(DN)(206)들은 데이터 네트워크 상태(Z _data )들을 수용할 수 있는데, 다음: Z _data,total 이 모든 가능한 데이터 네트워크 상태들을 나타내는 양을 나타내는 상태 공간을 정의할 때 Z _data ∈ Z _data,total 이 적용되고, 모든 허용된 상태 공간 Z _{data,permitted} 들의 양을 정의하는 상태 공간 Z _{data,permitted} 가 더 규정되며, 다음: Z _{data,permitted} ∈ Z _{data,permitted} 및 Z _{data,permitted} ⊆ Z _data,total 이 적용되고,
제어 유닛(ZSE)(203)이 다음 단계들:
- 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행 중에 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행의 완료가 오류 상태를 야기하는지 여부를 판단하기 위해 예측 시험이 이뤄지는 제1 단계(101)로, 여기서 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행이
⊙ 로봇 상태(Z _robo )에 다음이 적용: Z _robo
Z _{robo,permitted} 및/또는
⊙ 센서 상태(Z _S1,i )에 다음이 적용: Z _S1,i
Z _{S1,i,permitted} 및/또는
⊙ 제어 유닛 상태(Z _ZSE )에 다음이 적용: Z _ZSE
Z _{ZSE,permitted} 및/또는
⊙ 프로세서 상태(Z _PE,r )에 다음이 적용: Z _PE,r
Z _{PE,r,permitted} 및/또는
⊙ 서비스 상태(Z _MPS,r )에 다음이 적용: Z _MPS,r
Z _{MPS,r,permitted} 및/또는
⊙ 사용자 인터페이스 상태(Z _NS,p )에 다음이 적용: Z _NS,p
Z _{NS,p,permitted} 및/또는
⊙ 데이터 네트워크 상태(Z _data )에 다음이 적용: Z _data
Z _{data,permitted} 인
상태를 야기하는 것이 오류 상태로 정의되는 예측 시험단계(101)와,
- 시험 단계(101) 동안 이러한 오류 상태가 예측되면 다음에 열거된 동작들:
⊙ 새로운 예측 시험(101)에서 오류 상태로 판단되지 않도록 현재 제어 프로그램 SP(t)을 자동으로 수정(102a)하고 이에 따라 수정된 제어 프로그램 SP(t)을 실행:
⊙ 하나 또는 모든 사용자 인터페이스(NS _p )들 상에 현재 제어 프로그램 SP(t)을 수정하라는 프롬프트(prompt)의 생성(102b):
⊙ 광학적 또는 음향적 경고의 생성(102c):
⊙ 현재 제어 프로그램 SP(t)의 실행의 중단(102d);
⊙ 소정의 대기 상태를 취하도록 로봇(ROBO)을 작동(102e);
중의 하나 이상이 실행되는 단계(102)를 실행하도록 실행 및 구성되는 로봇 시스템.