KR20200099896A - Educational robot control module for AI learning - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인공지능, 머신러닝, 딥 러닝 알고리즘을 탑재하여, 로봇의 지능에 대한 부분을 개발 및 교육할 수 있는 제어 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a control module capable of developing and training a part about intelligence of a robot by mounting artificial intelligence, machine learning, and deep learning algorithms.
마이크로 파이썬과 관련도가 높은 종래기술은 마이크로프로세서를 사용한 아두이노, 어플리케이션 프로세서를 사용한 라즈베리파이, 라떼판다, 오도로이드가 존재한다.Conventional technologies that are highly related to micro Python include Arduino using a microprocessor, Raspberry Pi using an application processor, Latte Panda, and Odoroid.
위에 언급된 제품은 해당 발명과 차이가 있지만, 프로그래밍 교육용, 교육용 로봇 제어보드로 많이 사용되고 있다. 아두이노는 아두이노 마이크로프로세서를 사용한 C언어 기반으로 교육용 프로그래밍 수업에 많이 사용되고 라즈베리파이는 리눅스 OS가 보드에 설치하여 다양한 언어를 사용해 소형 컴퓨터와 같이 프로그래밍 하는 것이 가능하다.The products mentioned above are different from the corresponding inventions, but are widely used as programming education and educational robot control boards. Arduino is based on C language using an Arduino microprocessor, and is widely used in educational programming classes, and the Raspberry Pi has a Linux OS installed on the board, and it is possible to program like a small computer using various languages.
마이크로프로세서를 사용한 아두이노의 경우 C언어를 기반으로 프로그래밍이 작성되기 때문에 마이크로 파이썬을 올리기 위해 다양한 환경설정과정이 필요하다 이 과정을 교육용으로 사용하기에 힘든점이 있다. 또한, 교육용으로 출시된 마이크로프로세서의 경우 성능이 낮게 출시되어 머신러닝, 딥러닝 등 지능알고리즘을 탑재하기에 부족한 성능을 지닌다.In the case of Arduino using a microprocessor, since programming is written based on the C language, various environment setting processes are required to upload micro Python. There is a difficulty in using this process for education. In addition, in the case of microprocessors released for education, the performance is low, so it has insufficient performance to install intelligent algorithms such as machine learning and deep learning.
어플리케이션 프로세서를 사용한 라즈베리파이, 라떼판다, 오도로이드의 경우 성능이 인공지능을 올리며 파이썬 인터프리터 언어를 돌리기에 충분한 성능을 지니고 있지만, 가격이 고가이며, 모터드라이버, 각종센서를 사용하기 위해 드라이버 모듈, 센서 모듈을 추가해서 사용해야 하는 번거로움이 있다. In the case of Raspberry Pi, Latte Panda, and Odoroid using application processors, the performance increases artificial intelligence and has sufficient performance to run the Python interpreter language, but the price is expensive, and the driver module and sensor are used to use motor drivers and various sensors. There is a hassle to use by adding modules.
본 발명에서 발명하고자 하는 제품은 인공지능, 머신러닝, 딥 러닝 알고리즘을 탑재하여, 로봇의 지능에 대한 부분을 개발 및 교육할 수 있는 제어모듈을 개발함.The product to be invented in the present invention is equipped with artificial intelligence, machine learning, and deep learning algorithms to develop a control module that can develop and educate the intelligence of robots.
인공지능이나 머신러닝, 딥러닝 등 지능알고리즘을 탑재할 수 있으며, 대상장치의 동작을 제어하는 주제어기(1)와 장치의 모터를 구동 할 수 있는 모터 드라이버(2)와; 제어대상장치에 설치되어 장치의 신호 값을 수신하는 센서부(3)와; 상기 장치의 동작지시와 입력 인터페이스로 활용 할 수 있는 조작부(4)와; 상기 장치와 외부 다수의 제어유닛에 연결된 네트워크에 접속하여 통신하기 위한 통신부(5)와; 상기 장치의 동작 상태에 관한 정보를 표시하는 디스플레이부(6)와; 장치에 부착된 전자 부품에 전원을 공급하는 전원장치(7)와; 상기 장치에 프로그램하여 확장된 제어동작을 할 수있는 SW라이브러리(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 학습이 가능한 교육용로봇 제어모듈.An intelligent algorithm such as artificial intelligence, machine learning, and deep learning can be mounted, and a main controller 1 for controlling the operation of a target device and a motor driver 2 for driving a motor of the device; A sensor unit 3 installed in a control target device to receive a signal value of the device; An operation unit (4) that can be used as an operation instruction and input interface of the device; A communication unit (5) for communicating by connecting to a network connected to the device and a plurality of external control units; A display unit 6 for displaying information on the operating state of the device; A power supply 7 supplying power to an electronic component attached to the device; An educational robot control module capable of artificial intelligence learning, characterized in that it comprises a SW library (8) that can be programmed in the device to perform an extended control operation.
해당 제품은 국내브랜드 제품들이 적은 상태이며, 교육의 목적으로 사용하기에는 고가의 제품들이 대부분이여서, 제품의 개발이 완료되면 적절한 가격을 책정하여 보급이 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 제어 모듈은 인공지능, 머신러닝, 딥러닝 알고리즘을 탑재하여, 로봇의 기능에 대한 부분을 개발 및 교육 할 수 있으며, 교육용 뿐만 아니라, 내장된 제어 모듈을 통하여, 교육용 외에도 다양한 기능으로 활용이 가능하다.The product is in a state where there are few domestic brand products, and most of the products are expensive to use for educational purposes, so when the product is developed, it can be distributed by setting an appropriate price. In addition, the control module according to the present invention can be equipped with artificial intelligence, machine learning, and deep learning algorithms to develop and educate parts for the function of the robot, and not only for education, but also for education through the built-in control module. It can be used as a function.
임베디드 시스템에서의 인공지능 구현 능력을 바탕으로 네트워크가 차단된 환경에서 사용할 수 있는 인공지능 시스템이 필요한 산업에 필수적인 인재를 양성할 수 있다. 또한 교육용 로봇의 개발을 기업과 학교가 공동프로젝트로 개발하여 학교는 교육의 효과를 담아내고, 기업은 자사제품에 인공지능이 구현된 제품을 탑재할 수 있다.Based on the ability to implement artificial intelligence in embedded systems, it is possible to cultivate essential talents in industries that require artificial intelligence systems that can be used in environments where networks are blocked. In addition, the development of educational robots is developed as a joint project between companies and schools, so that schools can capture the effects of education, and companies can install products with artificial intelligence in their products.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 교육용로봇 제어모듈의 제어시스템 블럭도.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 교육용로봇 제어모듈의 제어시스템 개략적인 구성도.
도 3는 본 발명의 실시 예에 따른 교육용로봇 제어모듈의 PCB 설계도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 교육용로봇 제어모듈의 제품 사진.1 is a block diagram of a control system of an educational robot control module according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic configuration diagram of a control system of an educational robot control module according to an embodiment of the present invention.
3 is a PCB design diagram of an educational robot control module according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a product photograph of the educational robot control module according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to the person to easily understand the scope of the invention, and the invention is defined by the description of the claims. On the other hand, terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used herein, "comprises" or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, actions and/or elements other than the recited elements, steps, actions and/or elements, or Does not rule out addition.
이하에서는 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 교육용로봇 제어모듈의 제어시스템을 도시한 블럭도이고 도2는 상기 제품의 PCB설계도, 도3은 본 발명의 실시 예에 제품 사진이다.1 is a block diagram showing a control system of an educational robot control module according to the present invention, FIG. 2 is a PCB design diagram of the product, and FIG. 3 is a product photograph according to an embodiment of the present invention.
도면을 살펴보면 본 발명의 실시 예에 따른 교육용로봇 제어모듈은 주제어기(1)와, 모터드라이브(2)와, 센서부(3)와, 조작부(4)와, 통신부(5)와, 디스플레이(6)과, 전원장치(7)와, SW라이브러리(8)를 포함하여 구성된다.Looking at the drawings, the educational robot control module according to an embodiment of the present invention includes a main controller (1), a motor drive (2), a sensor unit (3), an operation unit (4), a communication unit (5), and a display ( 6), a power supply device 7 and an SW library 8 are included.
상기 주제어기(1)는 로봇의 하드웨어에 대한 동작 제어를 수행하는데, 본 발명에서는 하드웨어 제어뿐만 아니라, 인공지능 알고리즘을 탑재하여 인공지능을 활용한 제어가 가능하며, 다양한 제어모듈과 로봇 메인 프로그램과 연동이 가능하다.The main controller 1 performs motion control on the hardware of the robot. In the present invention, it is possible to control not only hardware, but also using artificial intelligence by mounting an artificial intelligence algorithm, and various control modules and robot main programs Interlocking is possible.
상기 모터드라이브(2)는 장치 내의 엔코더와 DC모터등 액츄에어터를 제어할수 있다.The motor drive 2 can control actuators such as an encoder and a DC motor in the device.
상기 센서부(3)는 제어 모듈 내부에 내장되어 장치 움직임에 장치의 상태 변화를 감지하기 위하여 사용될 수 있다.The sensor unit 3 is built into the control module and can be used to detect a change in the state of the device due to device movement.
상기 조작부(4)는 모듈 내부의 버튼을 활용하여 장치를 조작 및 제어할 수 있다.The operation unit 4 may operate and control the device by using buttons inside the module.
상기 통신부(5)는 제어 모듈과 외부 다수의 제어유닛이 연결된 네트워크에 접속하여 통신할 수 있다.The communication unit 5 may communicate by connecting the control module and a network to which a plurality of external control units are connected.
상기 디스플레이(6)은 상기 장치의 동작 상태에 관한 정보를 표시할 수 있다The display 6 may display information on the operating state of the device.
상기 전원장치(7)는 장치에 부착된 전자장치의 동작에 필요한 전기에너지를 공급하는 역할을 한다.The power supply 7 serves to supply electrical energy required for the operation of an electronic device attached to the device.
상기 SW라이브러리(8)는 하드웨어에 대한 제어 및 인공지능 함수를 내장하여, 하드웨어 특성에 대응하는 각 기능을 독출하여 쉽게 프로그래밍 할 수 있는 역할을 한다.The SW library 8 has a built-in control and artificial intelligence function for the hardware, and serves to read each function corresponding to the hardware characteristic to be easily programmed.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다. 상기의 제어 모듈은 각종 로봇 또는 제어 유닛에 연결되어 사용할 수 있다. 전원장치(7)를 사용하여 상기의 제어모듈에 전원을 공급할 수 있다. SW라이브러리(8)을 활용하여 제어 모듈을 프로그래밍 할 수 있으며, 통신부(5)를 사용하여 프로그램을 주제어기(1)에 다운로드 할 수 있다. 주제어기(1)는 다운로드된 프로그램을 수행하여 따라 상기의 제어 모듈을 구동 및 제어를 하게 되고, 본 발명에서는 주제어기(1)를 통해 모터드라이브(2)를 사용하여 제어모듈과 연결된 각종 액츄에이터를 제어 할수 있으며, 센서부(3)을 사용하여 장치의 상태나 움직임에 관한 변화값을 모니터링 할 수 있으며, 조작부(4)에 조작명령을 수신할 수도 있으며, 통신부(5)를 사용하여 네트워크에 연결된 다수의 제어유닛과 데이터를 송수신하거나 데이터를 입출력 할 수 있으며, 디스플레이부(6)을 사용하여 상기의 제어모듈의 상태를 표시 할 수도 있다.The operation of the present invention configured as described above will be described as follows. The above control module can be used by being connected to various robots or control units. The power supply 7 can be used to supply power to the control module. The control module can be programmed using the SW library (8), and the program can be downloaded to the main controller (1) using the communication unit (5). The main controller 1 drives and controls the above control module according to the downloaded program. It can be controlled, and the sensor unit (3) can be used to monitor the change value of the device's state or movement, and the operation unit (4) can receive an operation command, and the communication unit (5) can be used to connect to the network. Data can be transmitted/received or input/output data with a plurality of control units, and the status of the control module can be displayed using the display unit 6.
개발 모듈의 구성은 주제어기, 모터드라이버, 센서부, 디스플레이, 통신 등으로 구성하도록 하고, 기능은 아래 표 1과 같음.The configuration of the development module consists of a main controller, a motor driver, a sensor unit, a display, and communication, and the functions are shown in Table 1 below.
적외선 거리센서 5조, 바닥감지센서 5조9-axis IMU (gyro+geomagnetic+acceleration), temperature sensor, illuminance sensor
5 sets of infrared distance sensors, 5 sets of floor detection sensors
이제까지 본 발명의 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, we have looked at the center of the embodiments of the present invention. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative point of view rather than a limiting point of view. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.
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| KR1020190018097A KR20200099896A (en) | 2019-02-15 | 2019-02-15 | Educational robot control module for AI learning |
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| KR1020190018097A KR20200099896A (en) | 2019-02-15 | 2019-02-15 | Educational robot control module for AI learning |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220067973A (en) * | 2020-11-18 | 2022-05-25 | 지니주식회사 | Artificial Intelligence robot teaching apparatus and its control method |
| KR102528181B1 (en) * | 2022-03-22 | 2023-05-03 | 창의융합과학(주) | control board with embedded artificial intelligence chip and sensor and autonomous coding robot using the same |
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2019
- 2019-02-15 KR KR1020190018097A patent/KR20200099896A/en unknown
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