KR20200076541A - 이동형 카트에 장착된 의료용 로봇팔의 제어 알고리즘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동형 카트에 장착된 의료용 로봇팔의 제어 알고리즘에 관한 것이다. 본 발명에 따른 로봇팔의 제어 알고리즘은 두개의 팔이 작업대상자의 현재 위치를 확인하는 단계, 작업자의 현재 위치를 확인하는 단계, 작업보조자의 현재 위치를 확인하는 단계, 현재 상태에서 두개의 팔 중 어느 팔에 우선순위를 부여하는지 확인하는 단계, 우선순위가 부여된 팔에 우선순위에 해당하는 작업을 명령하는 단계, 두개의 팔이 하려는 작업에서 서로 충돌하는 지 계산하는 단계, 작업자의 명령으로 작업을 종료하는 단계를 포함한다.

Description

이동형 카트에 장착된 의료용 로봇팔의 제어 알고리즘 {Control algorithm of medical robotic arms attached to autonomous cart}

본 발명은 이동형 카트에 장착된 의료용 로봇팔이 상호간의 충돌, 작업자, 보조자, 작업대상자와의 충돌을 방지하도록 판단하고 제어하는 알고리즘에 관한 것이다.

로봇팔은 다양한 분야에서 이용된다. 특정한 작업을 위해 팔에는 구동부와 각종 센서가 들어가게 된다. 상기 로봇팔에 장착된 상기 각종 센서는 상기 특정한 작업을 보조하는 데에 필요한 요소를 수집, 로봇팔의 상호간의 충돌을 방지하기 위해 위치정보와 작업경로를 결정하는 데에 사용된다. 상기 로봇팔에 장착된 상기 구동부는 상기 결정된 위치정보와 작업경로를 전달받아, 상기 특정한 작업을 수행한다.

특정한 로봇팔만 특정한 작업을 수행하게 된다. 이동형 카트의 위치가 바뀌거나 작업환경이 바뀌었을 때, 로봇팔은 상황에 맞는 작업을 수행할 수 없다. 두개의 로봇팔이 작업 중 상호간의 진행 경로 간섭이 발생하여 충돌을 일으키게 된다. 로봇팔이 발생시킨 충돌은 작업을 중단하거나 지연이 발생하여 수행 중이던 작업을 효율적으로 수행할 수 없게 된다. 또한 충돌 이후에도 재충돌이 발생될 수 있으며, 여러차례의 충돌로 인해 충격이 가해질 경우 로봇팔의 내구성이 떨어지게 된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이동형 카트에 장착된 의료용 로봇팔에 우선순위를 상황에 맞게 설정하여 작업을 명령하고 충돌예상경로를 미리 파악하여 충돌을 방지하고 작업자의 명령을 작업 도중 수행하는 제어 알고리즘에 관한 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 두개의 로봇팔에 작업에 대한 우선순위를 설정하여, 해당 우선순위에 해당하는 작업명령을 수행하여 어떠한 위치, 어떠한 상황, 환경에서도 상기 로봇팔은 전달받은 작업명령을 수행한다. 두개의 로봇팔의 충돌 알고리즘을 미리 계산하여 작업 수행 중 발생할 수 있는 충돌을 미리 배제함으로 인해 로봇팔 간의 충돌은 발생하지 않는다.

도1은 이동형 카트에 장착된 의료용 로봇팔의 제어 알고리즘에 대한 도면이다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 이동형 카트에 장착된 의료용 로봇팔은 로봇팔에 장착된 각종 센서를 사용하여, 작업대상자, 작업자, 보조자의 위치를 감지한다. 감지된 위치의 정보를 가지고 이동형 카트와 통신하여 카트의 위치와 상기 작업대상자, 작업자, 보조자의 위치 관계를 바탕으로 현재 이동형 카트와 로봇팔의 위치 상황을 파악한다. 파악된 위치정보를 바탕으로 각 로봇팔에 우선순위를 부여한다. 해당 우선순위는 작업이 종료될 때까지 유지되지 않고, 일정 주기마다 우선순위를 재계산하여 재부여한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 이동형 카트에 장착된 의료용 로봇팔은 로봇팔에 장착된 구동부에서 해당 구동부가 제어된 정보를 전달 받는다. 로봇팔에 장착된 각종 센서에서 다른 로봇팔의 위치와 현재 작업중인 경로를 파악한다. 상기 전달받은 정보와 파악된 경로를 바탕으로 각 로봇팔은 앞으로 수행해야할 작업의 이동경로를 계산하여 상호간의 충돌을 미연에 방지한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 이동형 카트에 장착된 의료용 로봇팔은 작업자로부터 음성으로 명령을 전달받는다. 로봇팔에 장착된 각종 센서는 전달받은 상기 음성을 문자열로 변환한다. 상기 로봇팔은 상기 변환한 문자열을 미리 내장된 명령과 비교하여 해당하는 명령을 실행한다. 상기 변환한 문자열이 내장된 명령에 해당하지 않을 때 작업자에게 명령이 맞는지 문의한다.

Claims (3)

1. 작업대상자, 작업자, 보조자의 위치를 초음파센서를 통해 감지하여 작업대상자, 작업자, 보조자의 위치 정보를 로봇팔들에 전달하는 감지단계;
   상기 감지단계에서 전달받은 위치 정보를 바탕으로, 상기 로봇팔들의 작업 우선순위를 지능적으로 판단하여 작업에 대한 정보를 전달하는 판단단계;
   상기 판단단계에서 전달받은 상기 작업에 대한 정보를 하기에 앞서, 해당 작업을 수행하는데에 있어 상기 로봇팔들이 상호간에 충돌을 일으키는 지 계산하는 계산단계;
   상기 계산단계에서 산출된 작동 경로에 따라 작업을 수행하는 작업단계;
   상기 작업단계를 수행 하는 도중 작업자의 명령을 전달받아 작업을 종료하는 종료단계를 포함하는 두개의 로봇팔의 움직임 알고리즘.
2. 제 1항에 있어서,
   
   상기 판단단계는,
   첫번째 우선순위가 부여된 팔에는 카트에 수납되어 있는 물건을 작업자에게 공급하는 공급단계;
   두번째 우선순위가 부여된 팔에는 작업자와 보조자를 보조하여 작업대상자에게 행하는 작업을 보조하는 보조단계를 포함한다.
3. 제 1항에 있어서,
   
   상기 종료단계는,
   작업자의 음성을 인식하여 문자로 변환한 후 지정된 문자 명령에 따라 종료되는 종료단계를 포함한다.

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