KR20210029301A - 현장에서 수집된 측정치들에 기반한 맞춤화된 로봇 설치 - Google Patents

현장에서 수집된 측정치들에 기반한 맞춤화된 로봇 설치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210029301A
KR20210029301A KR1020217006811A KR20217006811A KR20210029301A KR 20210029301 A KR20210029301 A KR 20210029301A KR 1020217006811 A KR1020217006811 A KR 1020217006811A KR 20217006811 A KR20217006811 A KR 20217006811A KR 20210029301 A KR20210029301 A KR 20210029301A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
physical
robot
physical objects
manufacturing process
model
Prior art date
Application number
KR1020217006811A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102513340B1 (ko
Inventor
제프 린넬
안소니 줄스
마렉 미카로브스키
켄드라 바이르네
조나단 프로토
브랜던 크루이스만
엘리 릭만스
Original Assignee
엑스 디벨롭먼트 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엑스 디벨롭먼트 엘엘씨 filed Critical 엑스 디벨롭먼트 엘엘씨
Publication of KR20210029301A publication Critical patent/KR20210029301A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102513340B1 publication Critical patent/KR102513340B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/163—Programme controls characterised by the control loop learning, adaptive, model based, rule based expert control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1669—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by special application, e.g. multi-arm co-operation, assembly, grasping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/088—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
    • B25J13/089—Determining the position of the robot with reference to its environment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1671—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by simulation, either to verify existing program or to create and verify new program, CAD/CAM oriented, graphic oriented programming systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/14—Conveying or assembling building elements
    • E04G21/16—Tools or apparatus
    • E04G21/22—Tools or apparatus for setting building elements with mortar, e.g. bricklaying machines
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
    • G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45086—Brick laying, masonry robot
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

로봇 시스템(100)은 제작 프로세스에 따라 제작 현장(26), 예를 들어 하천 현장 또는 빌딩에서 적어도 하나의 물리적 대상물(22), 예를 들어 파일들 또는 타일들(42) 등과 물리적 구조물(20), 예를 들어 교량 또는 벽(47)을 결합하는 하나 이상의 엔드 이펙터(211)를 갖는 로봇(200)을 포함한다. 센서들(212), 예를 들어 힘, 속도, 위치, 형상, 광학/카메라 등이 제작 프로세스에 관한 센서 데이터를 생성한다. 예를 들어, 제작 현장(26)의 모델은 콘크리트 파일들과 다른 건설 자재들이 어떻게 결합되어 원하는 교량을 건설할 수 있는지에 대한 토목 기사의 구상을 제공할 수 있다. 제어 시스템(218)은 제작 현장 및/또는 적어도 하나의 대상물의 모델에 기반하여 제작 프로세스에 대한 사양들을 저장한다. 제어 시스템은 센서 데이터를 수신하고, 제작 현장 또는 대상물 중 적어도 하나의 특성들을 결정하고, 특성들과 모델 간의 차이들을 결정하고, 이러한 차이들에 기반하여 제작 프로세스에 대한 조정들을 결정하며, 사양들 및 제작 프로세스에 대한 조정들에 기반하여 대상물들과 구조물들을 결합하기 위한 명령어들을 엔드 이펙터들에게 전송한다. 로봇이 제작 프로세스를 자체적으로 조정할 수 있게 함으로써 운용자들에 의한 중단 및/또는 개입 없이 제작 프로세스를 계속할 수 있다.

Description

현장에서 수집된 측정치들에 기반한 맞춤화된 로봇 설치{CUSTOMIZED ROBOTIC INSTALLATION BASED ON MEASUREMENTS COLLECTED ON SITE}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 7월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/222,583호에 대한 우선권을 주장하며, 이 출원은 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.
로봇은, 그 로봇이 대상물들을 조작하는 것을 허용하는 하나 이상의 엔드 이펙터 및 대상물들의 조작을 안내하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 로봇은 엔드 이펙터(들) 및 센서(들)를 이용하여 복수의 대상물들을 원하는 물리적 구조물에 결합할 수 있다.
제작 현장에서 복수의 물리적 대상물들로부터 물리적 구조물을 제작하기 위해, 로봇은 물리적 구조물에 대한 모델로부터 생성되는 설계 사양들에 의해 안내될 수 있다. 제작 프로세스 전에, 로봇은 물리적 대상물들의 측정치들 및 제작 현장의 다른 양태들을 취할 수 있다. 이러한 측정치들에서의 변화들은 제작 프로세스에 영향을 줄 수 있다. 유리하게는, 로봇은 이러한 변화들을 고려하기 위해 제작 프로세스를 맞춤화할 수 있다. 설계 사양들은 제작 프로세스를 맞춤화하기 위해 필요한 유연성을 로봇에게 제공한다. 설계 사양들은 제작 프로세스에서의 상이한 파라미터들이 측정치들을 수용하도록 조정될 수 있는 유연한 설계 공간을 정의한다. 제작 프로세스에 대한 조정들이 결과적인 물리적 구조물의 양태들을 변경할 수 있지만, 맞춤화된 제작 프로세스는 모델에 제시된 설계자의 의도를 지킨다.
예시적인 실시예에 따르면, 로봇 시스템은 제작 프로세스에 따라, 제작 현장에서 적어도 하나의 대상물 및 하나 이상의 구조물을 결합하도록 구성된 하나 이상의 엔드 이펙터를 포함하는 바디를 포함한다. 이 시스템은 제작 현장으로부터 제작 프로세스에 관한 센서 데이터를 생성하도록 구성된 하나 이상의 센서를 포함한다. 이 시스템은 하나 이상의 프로세서 및 하나 이상의 데이터 저장 디바이스를 포함하는 제어 시스템을 포함한다. 제어 시스템은 하나 이상의 센서에 통신가능하게 결합된다. 하나 이상의 데이터 저장 디바이스는 적어도 하나의 대상물 및 제작 현장의 모델에 기반하여 제작 프로세스에 대한 사양들을 저장한다. 제어 시스템은, 하나 이상의 센서로부터 센서 데이터를 수신하고, 센서 데이터로부터, 제작 현장 또는 적어도 하나의 대상물 중 적어도 하나의 특성들을 결정하고, 특성들과 모델 간의 하나 이상의 차이를 결정하고, 하나 이상의 차이에 기반하여 제작 프로세스에 대한 하나 이상의 조정을 결정하며, 하나 이상의 엔드 이펙터에 대해, 사양들 및 제작 프로세스에 대한 하나 이상의 조정에 기반하여 적어도 하나의 대상물과 하나 이상의 구조물을 결합하기 위한 하나 이상의 명령어를 전송하도록 구성된다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 로봇 시스템을 위한 방법은 제작 현장에서 로봇의 하나 이상의 엔드 이펙터를 포지셔닝하는 단계를 포함한다. 하나 이상의 엔드 이펙터는 제작 프로세스에 따라, 제작 현장에서 적어도 하나의 대상물과 하나 이상의 구조물을 결합하도록 구성된다. 이 방법은 제작 현장에서 하나 이상의 센서에 의해, 제작 프로세스에 관한 센서 데이터를 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 하나 이상의 데이터 저장 디바이스 상에, 제작 현장 또는 적어도 하나의 대상물 중 적어도 하나의 모델에 기반하여 제작 프로세스에 대한 사양들을 저장하는 단계를 포함한다. 이 방법은 센서 데이터로부터, 제작 현장 또는 적어도 하나의 대상물 중 적어도 하나의 특성들을 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 특성들과 모델 간의 하나 이상의 차이를 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 하나 이상의 차이에 기반하여 제작 프로세스에 대한 하나 이상의 조정을 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 하나 이상의 엔드 이펙터에 대해, 사양들 및 제작 프로세스에 대한 하나 이상의 조정에 기반하여 적어도 하나의 대상물 및 하나 이상의 구조물을 결합하기 위한 하나 이상의 명령어를 전송하는 단계를 포함한다.
또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 로봇 시스템을 위한 방법은 하나 이상의 데이터 저장 디바이스 상에, 복수의 물리적 대상물들을 결합하는 제작 프로세스에 대한 모델을 저장하는 단계를 포함한다. 이 방법은 하나 이상의 센서에 의해, 복수의 물리적 대상물들에 관한 센서 데이터를 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 하나 이상의 프로세서를 포함하는 제어 시스템에 의해, 모델과 센서 데이터 간의 하나 이상의 차이를 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 모델과 센서 데이터 간의 하나 이상의 차이에 기반하여 제작 프로세스에 대한 하나 이상의 조정을 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 하나 이상의 엔드 이펙터에 의해, 모델 및 제작 프로세스에 대한 하나 이상의 조정에 기반하여 복수의 물리적 대상물들을 결합하는 단계를 포함한다.
이들뿐만 아니라 다른 양태들, 이점들 및 대안들은 적절한 경우 첨부 도면들을 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백해질 것이다. 또한, 이 요약 섹션 및 이 문서의 다른 곳에서 제공되는 설명은 제한이 아니라 예로서 청구된 주제를 예시하도록 의도된다는 것을 이해해야 한다.
도 1은 본 개시내용의 양태들에 따른 로봇 시스템의 예시적인 구성을 도시한다.
도 2는 본 개시내용의 양태들에 따라, 제작 현장에서 물리적 구조물을 제작하는 예시적인 로봇을 도시한다.
도 3은 본 개시내용의 양태들에 따라, 모델로부터 설계 사양들을 생성하고 설계 사양들로부터 물리적 구조물을 제작하기 위한 예시적인 프로세스를 도시한다.
도 4a는 본 개시내용의 양태들에 따라, 벽 상에 물리적 타일들을 설치하기 위한 예시적인 모델을 도시한다.
도 4b는 본 개시내용의 양태들에 따라, 도 4a의 모델로부터 설계 사양들을 생성하고 설계 사양들로부터 타일 설치물을 제작하기 위한 예시적인 프로세스를 도시한다.
도 5a는 본 개시내용의 양태들에 따라, 벽 상에 물리적 타일들을 설치하기 위한, 제약들을 포함하는 예시적인 설계 사양들을 도시한다.
도 5b는 본 개시내용의 양태들에 따라, 도 5a의 예시적인 설계 사양들에 따라 제작된 예시적인 타일 설치물을 도시한다.
도 6a는 본 개시내용의 양태들에 따라, 벽 상에 물리적 타일들을 설치하기 위한, 제약들 및 선호도들을 포함하는 설계 사양들의 다른 예를 도시한다.
도 6b는 본 개시내용의 양태들에 따라, 도 6a의 예시적인 설계 사양들에 따라 제작된 예시적인 타일 설치물을 도시한다.
다음의 상세한 설명은 첨부 도면들을 참조하여 개시된 시스템들 및 방법들의 다양한 특징들 및 기능들을 설명한다. 본 명세서에서 설명된 예시적인 시스템 및 방법 실시예들은 제한하려는 것이 아니다. 개시된 시스템들 및 방법들의 특정 양태들은 매우 다양하고 상이한 구성들로 배열되고 결합될 수 있으며, 이들 모두가 본 명세서에서 고려된다는 것이 쉽게 이해될 것이다.
I. 개요
로봇은, 그 로봇이 물리적 대상물들을 조작하거나 다른 방식으로 맞물리게 하는 하나 이상의 엔드 이펙터 및 물리적 대상물들의 조작을 안내하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 제작 현장에서, 로봇은 엔드 이펙터(들) 및 센서(들)를 이용하여 복수의 물리적 대상물들을 원하는 물리적 구조물에 결합할 수 있다. 일 예에 따르면, 원하는 물리적 구조물은 교량일 수 있고, 물리적 대상물들은 교량을 건설하기 위해 결합되는, 콘크리트 파일들, 거더들, 데킹 피스들 등과 같은 자재들일 수 있고, 제작 현장은 대향하는 하천 제방들 및 하천 제방들 사이의 영역을 포함하는 하천 현장일 수 있다.
이러한 물리적 구조물을 제작하기 위해, 로봇은 물리적 구조물에 대한 모델로부터 생성되는 설계 사양들에 의해 안내될 수 있다. 모델은 물리적 구조물이 어떻게 구성될 것인지 및 로봇에 의해 실제로 제작될 때 그것을 어떻게 수행할지에 대한 설계자의 구상을 제공할 수 있다. 모델을 개발하기 위해, 설계자는 복수의 모델 대상물들을 정의할 수 있고, 이는 어떤 물리적 대상물들이 결합되어 물리적 구조물을 제작할지에 대한 설계자의 구상을 제공할 수 있다. 설계자는 물리적 구조물이 원하는 구성과 성능을 제공하는데 도움이 되는 적절한 특성 세트에 기여하도록 각각의 모델 대상물을 설계한다.
설계자는 또한 모델 대상물들 간의 관계들을 정의한다. 이러한 관계들은 모델 대상물들이 물리적 구조물에 대해 어떻게 결합되는지를 결정한다. 예를 들어, 이러한 관계들은 다른 모델 대상물들에 대한 모델 대상물들의 위치들/배향들을 결정할 수 있다. 또한, 이러한 관계들은 모델 대상물들이 직접적으로 또는 간접적으로 서로 결합되는 방법을 결정할 수 있다. 또한, 이러한 관계들은 모델 대상물들을 결합하기 위해 어떤 제조, 어셈블리, 또는 다른 제작 기술들을 이용할지를 결정할 수 있다.
설계자는 모델 제작 현장에 따라 모델의 양태들을 추가로 정의할 수 있다. 모델 제작 현장은 물리적 구조물이 제작될 제작 현장에서 외부 구조물들 및 상태들을 모델링한다. 설계자는 모델 대상물들과 모델 제작 현장의 양태들 간의 관계들을 또한 결정할 수 있다.
위의 예에서, 설계자는 콘크리트 파일들, 거더들, 데킹 피스들, 및 다른 건설 자재들이 원하는 교량을 건설하기 위해 결합될 수 있는 방법에 대한 토목 기사의 구상을 제공하는 모델을 개발할 수 있다. 설계자는 교량에 대한 원하는 특성들을 갖도록 파일들, 거더들, 데킹 피스들, 및 다른 건설 자재들을 모델링한다. 또한, 설계자는 파일들, 거더들, 데킹 피스들, 및 다른 건설 자재들 간의 관계들을 모델링하고, 이는 예를 들어 이들이 서로에 대해 위치/배향되는 방법, 서로에 대해 연결되는 방법, 및 상이한 건설 기술들에 따라 하천 현장에서 설치되는 방법을 나타낸다. 또한, 설계자는 예를 들어 교량이 앵커링되는 하천 제방들에서의 지면의 특성들을 포함하고, 교량의 건설에 영향을 미칠 수 있는 하천 현장의 양태들을 모델링할 수 있다.
이상적으로는, 로봇은 설계자에 의해 초기에 생각되는 바와 같은 모델과 매우 닮은 물리적 구조물을 제작한다. 그러나, 실제 물리적 대상물들 및 제작 현장은 이들이 모델에 의해 초기에 모델링되는 방법과 상이할 수 있다. 본 개시내용의 양태들에 따르면, 로봇은 제작 프로세스의 양태들을 조정함으로써 이러한 차이들을 동적으로 해결할 수 있다. 로봇이 자체적으로 제작 프로세스를 조정할 수 있게 함으로써, 제작 프로세스는 운용자들 등에 의한 중단 및/또는 개입 없이 계속될 수 있다.
위의 예에서, 로봇은 교량 건설이 시작되기 전에 측정치들을 취하고 건설 자재들 및 하천 현장의 다른 양태들을 평가할 수 있다. 이러한 측정치들로부터, 로봇은 건설 자재들 및 하천 현장이 설계자에 의해 모델링되는 방식과 어떻게 상이한지를 식별할 수 있다. 로봇은 교량의 건설이 진행되어야 하는지 여부를 결정하기 위해 이러한 차이들을 평가할 수 있다. 필요한 경우, 로봇은 그 차이들을 고려하고 원하는 교량을 제작하기 위해 건설 프로세스를 조정할 수 있다. 조정들이 차이들을 극복할 수 없는 경우, 로봇은 건설 프로세스를 시작하지 않기로 결정할 수 있다.
제작 프로세스에 대한 조정들이 결과적인 물리적 구조물의 양태들을 변경할 수 있지만, 로봇은 제작 프로세스가 모델에서 제공되는 바와 같은 설계자의 의도를 지키는 것을 보장할 수 있다. 설계자의 의도는 제작 프로세스가 모델에서 설계자에 의해 정의된 구상들과 일치하는 물리적 구조물을 제작하는 경우 지켜진다. 다시 말해, 로봇은 제작 프로세스에서의 문제들을 해결하면서 모델과 일반적으로 일치하는 물리적 구조물을 여전히 제작하도록 제작 프로세스를 맞춤화할 수 있다.
특히, 모델로부터 도출된 설계 사양들은 제작 프로세스를 맞춤화하는데 필요한 유연성을 로봇에게 제공한다. 설계 사양들은 제작 프로세스에서의 상이한 파라미터들이 현실을 수용하도록 조정될 수 있는 유연한 설계 공간을 정의한다. 모델을 개발할 때, 설계자는 제작 프로세스에 대한 허용가능한 수정들의 범위를 설정하는 하나 이상의 제약을 정의할 수 있다. 제약들은 일반적으로 설계자에게 가장 중요한 특징들을 반영하고 모델 이면의 설계자의 의도를 나타낸다. 로봇은 물리적 구조물에 대한 제작 프로세스를 어떻게 맞춤화할지를 결정하기 위해 제약들을 평가할 수 있다.
위의 예에서, 교량의 설계자는 교량이 특정 하중 지지 특성들을 갖도록 요구하는 제약들을 정의할 수 있다. 설계자는 또한 안전 규정에 기반하여 제약들을 정의할 수 있다. 그 다음에, 필요한 경우, 로봇은 최종 교량이 제약들 내에서 건설될 수 있는 한 설계자의 모델로부터의 편차들을 고려하기 위해 건설 프로세스에 대한 조정들을 할 수 있다. 예를 들어, 하천 현장의 평가에 기반하여, 로봇은 하천 제방들에서의 지면의 특성들이 하천 현장의 설계자의 모델로부터 벗어나고, 콘크리트 파일들이 모델과 상이한 위치들에 설치될 필요가 있을 수 있는 것으로 결정할 수 있지만, 최종 교량은 여전히 원하는 하중 지지 특성들을 가질 것이다.
모델을 개발할 때, 설계자는 또한 선호도들을 정의할 수 있으며, 이는 제작 프로세스의 맞춤화를 추가로 안내할 수 있다. 예를 들어, 제작 프로세스가 복수의 상이한 접근법들에 따라 맞춤화될 수 있다면, 로봇은 설계자의 의도와 가장 일치하는 물리적 구조물을 낳는 바람직한 접근법을 결정하기 위해 선호도들을 평가할 수 있다.
Ⅱ. 예시적인 로봇 시스템
도 1은 본 명세서에서 설명되는 실시예들과 관련하여 이용될 수 있는 로봇 시스템(100)의 예시적인 구성을 도시한다. 로봇 시스템(100)은 자율적으로, 반자율적으로, 및/또는 사용자(들)에 의해 제공되는 방향들을 이용하여 동작하도록 구성될 수 있다. 로봇 시스템(100)은 두 발 로봇, 네 발 로봇, 로봇 팔, 또는 일부 다른 배열과 같은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 또한, 로봇 시스템(100)은 다른 명칭들 중에서도, 로봇, 로봇 디바이스 또는 모바일 로봇으로 또한 지칭될 수 있다. 일반적으로, 로봇 시스템(100)은 컴퓨팅 능력을 갖고, 작동 능력을 사용하여 그리고/또는 특히 빛 및/또는 소리와 같은 물리적 현상들을 방출/생성하는 능력을 사용하여 그 주변들과 상호작용할 수 있는 디바이스를 제공한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 로봇 시스템(100)은, 함께 제어 시스템(118)의 일부일 수 있는, 프로세서(들)(102), 데이터 저장소(104), 및 제어기(들)(108)를 포함할 수 있다. 로봇 시스템(100)은 또한 센서(들)(112), 전원(들)(114), 기계적 컴포넌트들(110), 및 전기적 컴포넌트들(116)을 포함할 수 있다. 로봇 시스템(100)은 예시의 목적들로 도시되어 있으며, 더 많거나 더 적은 수의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 로봇 시스템(100)의 다양한 컴포넌트들은 유선 또는 무선 연결들을 포함하는 임의의 방식으로 연결될 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 로봇 시스템(100)의 컴포넌트들은 단일 물리적 엔티티보다는 복수의 물리적 엔티티들 사이에 분산될 수 있다. 로봇 시스템(100)의 다른 예시적인 실시예들이 또한 존재할 수 있다.
프로세서(들)(102)는 하나 이상의 범용 하드웨어 프로세서 또는 특수 목적 하드웨어 프로세서(예를 들어, 디지털 신호 프로세서, 주문형 집적 회로 등)로서 동작할 수 있다. 프로세서(들)(102)는 컴퓨터 판독가능한 프로그램 명령어들(106)을 실행하고, 데이터(107)를 조작하도록 구성될 수 있으며, 명령어들 및 데이터 둘 모두는 데이터 저장소(104)에 저장된다. 프로세서(들)(102)는 또한 센서(들)(112), 전원(들)(114), 기계적 컴포넌트들(110) 및/또는 전기적 컴포넌트들(116)과 같은, 로봇 시스템(100)의 다른 컴포넌트들과 직접적으로 또는 간접적으로 상호작용할 수 있다.
데이터 저장소(104)는 하나 이상의 타입의 하드웨어 메모리일 수 있다. 예를 들어, 데이터 저장소(104)는 프로세서(들)(102)에 의해 판독되거나 액세스될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 판독가능한 저장 매체를 포함할 수 있거나 그 형태를 취할 수 있다. 하나 이상의 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는 휘발성 및/또는 비휘발성 저장 컴포넌트들, 예컨대 광학, 자기, 유기, 또는 다른 타입의 메모리 또는 저장소를 포함할 수 있고, 이는 프로세서(들)(102)에 전부 또는 일부 통합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 데이터 저장소(104)는 단일 물리적 디바이스일 수 있다. 다른 실시예들에서, 데이터 저장소(104)는 유선 또는 무선 통신을 통해 서로 통신할 수 있는 둘 이상의 물리적 디바이스들을 이용하여 구현될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 데이터 저장소(104)는 컴퓨터 판독가능한 프로그램 명령어들(106) 및 데이터(107)를 포함할 수 있다. 데이터(107)는 임의의 타입의 데이터, 예컨대 다른 가능한 것들 중에서도, 구성 데이터, 센서 데이터, 및/또는 진단 데이터일 수 있다.
제어기(108)는, 로봇 시스템(100)의 사용자, 제어 시스템(118), 전기적 컴포넌트들(116), 전원(들)(114), 센서(들)(112), 및/또는 기계적 컴포넌트들(110)의 임의의 결합 간에 (아마도 다른 작업들 중에서도) 인터페이싱하도록 구성된, 하나 이상의 전기적 회로, 디지털 논리 유닛, 컴퓨터 칩, 및/또는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(108)는 로봇 디바이스(100)의 하나 이상의 서브시스템과 함께 특정 동작들을 수행하기 위한 특별히 제작된 내장형 디바이스일 수 있다.
제어 시스템(118)은 로봇 시스템(100)의 동작 상태들을 모니터링하고 물리적으로 바꿀 수 있다. 그렇게 하면서, 제어 시스템(118)은 로봇 시스템(100)의 부분들 간의, 예컨대 기계적 컴포넌트들(110) 및/또는 전기적 컴포넌트들(116) 간의 링크로서 역할을 할 수 있다. 일부 경우들에서, 제어 시스템(118)은 로봇 시스템(100)과 다른 컴퓨팅 디바이스 간의 인터페이스로서 역할을 할 수 있다.
동작 동안, 제어 시스템(118)은 유선 또는 무선 연결들을 통해 로봇 시스템(100)의 다른 시스템들과 통신할 수 있고, 로봇 시스템(100)의 한 명 이상의 사용자와 통신하도록 추가로 구성될 수 있다. 하나의 가능한 예시로서, 제어 시스템(118)은 특정 액션을 수행하라는 명령을 나타내는 입력을 (예를 들어, 사용자로부터 또는 다른 로봇으로부터) 수신할 수 있다.
로봇 시스템(100) 내의 유선 연결은 예를 들어, 병렬 버스 또는 USB(Universal Serial Bus)와 같은 직렬 버스를 포함할 수 있다. 한편, 로봇 시스템(100)에서의 무선 연결은 다른 가능한 것들 중에서, 예를 들어 블루투스, IEEE 802.11(예컨대, IEEE 802.11-2007, IEEE 802.11n-2009, 또는 임의의 다른 IEEE 802.11 개정안), 셀룰러(예컨대, GSM, GPRS, CDMA, UMTS, EV-DO, WiMAX, HSPDA 또는 LTE) 또는 지그비를 포함할 수 있다. 또한, 셀룰러 통신 프로토콜(예컨대, IEEE 802.11을 이용하는 "WiFi" 연결뿐만 아니라 CDMA, GSM 또는 WiMAX)을 이용하는 "3G" 또는 "4G" 데이터 연결과 같은 복수의 유선 및/또는 무선 프로토콜들이 이용될 수 있다.
로봇 시스템(100)은 제어 시스템(118)이 클라우드 서버 또는 다른 네트워크 리소스와 통신할 수 있는 액세스 포인트들을 포함할 수 있다. 액세스 포인트들은 무선 액세스 포인트(WAP) 또는 무선 라우터의 형태와 같은 다양한 형태들을 취할 수 있다. 또한, CDMA 또는 GSM 프로토콜과 같은 셀룰러 무선 인터페이스 프로토콜을 이용하여 연결이 이루어지면, 액세스 포인트는 셀룰러 네트워크를 통해 인터넷 연결을 제공하는 셀룰러 네트워크 내의 기지국일 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다.
또한, 제어 시스템(118)은 로봇 시스템(100)과 사용자 간의 인터페이스로서 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(118)은 로봇 시스템(100)과 통신하기 위한 다양한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예시적인 인터페이스들 및 통신들은 유선 또는 무선 연결, 또는 둘 모두를 통해 구현될 수 있다.
제어 시스템(118)은 입력/출력 유닛을 포함할 수 있다. 입력/출력 유닛은 디스플레이를 통해 사용자에게 정보를 출력할 수 있다. 디스플레이는 임의의 형태를 취할 수 있고, 이미지들 및/또는 그래픽들을 제어 시스템(118)의 사용자에게 투영하도록 배열될 수 있다. 이와 같이, 디스플레이는 사용자가 본 명세서에 개시된 시스템들과 상호작용할 수 있는 애플리케이션을 제공할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 보여줄 수 있다.
또한, 입력/출력 유닛은 (예를 들어, 제어 시스템(118)의 사용자로부터) 사용자 입력을 수신할 수 있다. 특히, 입력/출력 유닛은 다른 가능한 상호작용들 중에서도, 스크롤링하는 것, 텍스트를 제공하는 것 및/또는 애플리케이션의 다양한 특징들을 선택하는 것과 같이 GUI와의 상호작용을 허용할 수 있다. 입력/출력 유닛은 다양한 형태를 취할 수 있다. 일 예에서, 입력/출력 유닛은 GUI의 제어에 이용되는 컴퓨팅 마우스와 같은 포인팅 디바이스를 포함할 수 있다. 그러나, 입력/출력 유닛이 터치 스크린 디스플레이를 포함하는 경우, GUI의 제어를 허용하는 터치 입력이 (예를 들어, 손가락 또는 스타일러스를 이용하여) 수신될 수 있다. 다른 예에서, 입력/출력 유닛은 GUI를 통해 표시될 숫자들, 문자들 및/또는 심볼들의 선택을 제공하는 키보드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력/출력 유닛이 터치 스크린 디스플레이를 포함하는 배열에서, 디스플레이의 부분들은 키보드를 보여줄 수 있다. 따라서, 키보드를 포함하는 디스플레이의 부분 상의 터치 입력은 디스플레이를 통해 GUI 상에 표시될 특정 숫자들, 문자들 및/또는 심볼들의 선택과 같은 사용자 입력을 낳을 수 있다. 또 다른 예에서, 입력/출력 유닛은 이 후에 다양한 음성 인식 기술들 중 하나를 이용하여 디스플레이를 통해 보여질 수 있는 하나 이상의 문자로 해석가능한 오디오 입력을 예를 들어 마이크로폰을 통해 사용자로부터 수신하는 음성 입력 디바이스를 포함할 수 있다. 다른 예들이 또한 가능할 수 있다.
제어 시스템(118)의 동작들은 프로세서(들)(102)에 의해 수행될 수 있다. 대안적으로, 이러한 동작들은 제어기(108), 또는 프로세서(들)(102) 및 제어기(108)의 결합에 의해 수행될 수 있다. 일부 구현들에서, 제어 시스템(118)은 로봇 시스템(100) 이외의 디바이스 상에 부분적으로 또는 전체적으로 상주할 수 있고, 이에 따라 로봇 시스템(100)을 원격으로 적어도 부분적으로 제어할 수 있다.
기계적 컴포넌트들(110)은 로봇 시스템(100)이 물리적 동작들을 수행할 수 있게 하는 로봇 시스템(100)의 하드웨어를 나타낸다. 몇몇 예들로서, 기계적 컴포넌트들(110)은 다리(들), 팔(들) 및/또는 휠(들)과 같은 물리적 부재들을 포함할 수 있다.
로봇 시스템(100)의 물리적 부재들 또는 다른 부분들은 물리적 부재들을 서로 관련하여 이동시키도록 배열된 액추에이터들을 추가로 포함할 수 있다. 액추에이터는 기계적 운동을 도입하는데 이용될 수 있는 메커니즘이다. 액추에이터는 저장된 에너지를 하나 이상의 컴포넌트의 이동으로 전환하도록 구성될 수 있다. 액추에이터에 전력을 공급하는데 다양한 메커니즘들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터들은 다른 가능한 것들 중에서, 화학 물질들, 압축된 공기, 유압, 또는 전기에 의해 전력이 공급될 수 있다. 이러한 배열로, 액추에이터들은 로봇 시스템(100)의 다양한 이동가능한 컴포넌트들의 이동을 야기할 수 있다. 예를 들어, 다리(들) 및/또는 팔(들)은 관절에 의해 연결되고 액추에이터들을 통해 서로에 대해 다양한 자유도들로 동작하도록 구성된 하나 이상의 부재를 포함할 수 있다.
또한, 기계적 컴포넌트들(110)은 하나 이상의 엔드 이펙터(들)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 엔드 이펙터는 팔의 단부에 배치될 수 있고, 이는 엔드 이펙터를 포지셔닝하기 위해 액추에이터들을 통해 동작될 수 있다. 엔드 이펙터(들)는 대상물들을 조작하는 것, 하중들에 작용하는 것 등에 의해 작업을 수행하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 로봇 시스템(100)은 대상물들을 파지, 회전, 운반, 당기기 및/또는 밀기 위해 엔드 이펙터(들)를 이용할 수 있다. 엔드 이펙터(들)는 이동가능한 손가락들을 갖는 손 모양의 구조물들을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 엔드 이펙터(들)는 다른 가능한 것들 중에서, 파지기들, 용접 공구들, 절단 공구들과 같은, 다른 타입들의 부속물들 또는 부착물들을 포함할 수 있다.
로봇 시스템(100)은 또한, 제어 시스템(118) 및/또는 다른 컴포넌트들을 수납하기 위한 하나 이상의 구조화된 바디를 포함할 수 있고, 다른 타입들의 기계적 컴포넌트들을 추가로 포함할 수 있다. 주어진 로봇에서 이용되는 특정 기계적 컴포넌트들(110)은 로봇의 설계에 기반하여 달라질 수 있으며, 또한 로봇이 수행하도록 구성될 수 있는 동작들 및/또는 작업들에 기반할 수 있다.
일부 예들에서, 기계적 컴포넌트들(110)은 하나 이상의 착탈식 컴포넌트를 포함할 수 있다. 로봇 시스템(100)은 사용자 및/또는 다른 로봇으로부터의 도움을 수반할 수 있는 이러한 착탈식 컴포넌트들을 추가 및/또는 제거하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 로봇 시스템(100)은 착탈식 팔들, 손들, 발들, 다리들 및/또는 엔드 이펙터들로 구성될 수 있어서, 이러한 부속물들이 필요에 따라 또는 원하는 대로 교체되거나 변경될 수 있다. 일부 실시예들에서, 로봇 시스템(100)은 하나 이상의 착탈식 및/또는 교체가능한 배터리 유닛 또는 센서를 포함할 수 있다. 다른 타입들의 착탈식 컴포넌트들이 일부 구현들 내에 포함될 수 있다.
로봇 시스템(100)은 로봇 시스템(100)의 양태들을 감지하도록 배열된 센서(들)(112)를 포함할 수 있다. 센서(들)(112)는 다른 가능한 것들 중에서, 하나 이상의 힘 센서, 토크 센서, 속도 센서, 가속도 센서, 자이로스코픽 센서, 위치 센서, 근접 센서, 움직임 센서, 위치 센서, 하중 센서, 온도 센서, 열 이미징 센서, 터치 센서(예를 들어, 용량성 센서), 광학 센서, 무선 센서, 라디오 센서, 깊이 센서(예를 들어, RGB-D, 레이저, 구조화된-광, 및/또는 전파 시간(time-of-flight) 카메라), 포인트 클라우드 센서, 거리 센서(예를 들어, 초음파 및/또는 적외선), 적외선 센서, 대상물 센서, 및/또는 카메라(예를 들어, 컬러 카메라, 그레이스케일 카메라 및/또는 적외선 카메라), RFID(Radio Frequency identification) 시스템, NFC(Near Field Communication) 칩을 포함할 수 있다. 일부 예들 내에서, 로봇 시스템(100)은 로봇으로부터 물리적으로 분리되는 센서(들)(112)(예를 들어, 다른 로봇들 상에 위치되거나 로봇이 동작하고 있는 환경 내에 위치되는 센서들)로부터 센서 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 센서(들)(112)는 모바일 폰들, 랩톱들, 및/또는 태블릿들과 같은 기존의 디바이스들 내에 통합될 수 있다.
센서(들)(112)는, 로봇 시스템(100)과 그 환경 간의 상호작용뿐만 아니라, 로봇 시스템(100)의 동작의 모니터링을 허용하기 위해, 센서 데이터를 (아마도 데이터(107)를 통해) 프로세서(들)(102)에 제공할 수 있다. 센서 데이터는 제어 시스템(118)에 의한 기계적 컴포넌트들(110) 및 전기적 컴포넌트들(116)의 활성화, 이동, 및 비활성화에 대한 다양한 인자들의 평가에 이용될 수 있다. 예를 들어, 센서(들)(112)는 대상물들 인근의 위치 또는 환경의 지형에 대응하는 데이터를 캡처할 수 있고, 이는 환경 인식 및 내비게이션을 보조할 수 있다. 예시적인 구성에서, 센서(들)(112)는, (예를 들어, 장거리 대상물 검출, 거리 결정, 및/또는 속도 결정을 위한) RADAR, (예를 들어, 단거리 대상물 검출, 거리 결정, 및/또는 속도 결정을 위한) LIDAR, (예를 들어, 수중 대상물 검출, 거리 결정, 및/또는 속도 결정을 위한) SONAR, (예를 들어, 움직임 캡처를 위한) VICON®, 레이저 추적기 시스템, 하나 이상의 카메라(예를 들어, 3D 비전용 스테레오스코픽 카메라), GPS 트랜시버, 및/또는 로봇 시스템(100)이 동작하고 있는 환경의 정보를 캡처하기 위한 다른 센서들을 포함할 수 있다. 센서(들)는 또한 센서(들)(112)가 실시간으로 환경을 모니터링하고, 장애물들, 지형의 요소들, 날씨 상태들, 온도, 및/또는 환경의 다른 양태들을 검출할 수 있다는 것을 포함할 수 있다.
또한, 로봇 시스템(100)은 로봇 시스템(100)의 다양한 컴포넌트들의 상태를 모니터링할 수 있는 센서(들)(112)를 포함하고, 로봇 시스템(100)의 상태를 나타내는 정보를 수신하도록 구성된 센서(들)(112)를 포함할 수 있다. 센서(들)(112)는 로봇 시스템(100)의 시스템들의 활동을 측정하고 로봇 시스템(100)의 연장가능한 다리들, 팔들, 또는 다른 기계적 및/또는 전기적 피쳐들의 동작과 같은, 로봇 시스템(100)의 다양한 피쳐들의 동작에 기반하여 정보를 수신할 수 있다. 센서(들)(112)에 의해 제공되는 데이터는 제어 시스템(118)이 동작 시의 에러들을 결정하는 것은 물론 로봇 시스템(100)의 컴포넌트들의 전체 동작을 모니터링할 수 있게 할 수 있다.
일 예로서, 로봇 시스템(100)은 로봇 시스템(100)의 다양한 컴포넌트들에 대한 하중을 측정하는데 힘 센서들을 이용할 수 있다. 일부 구현들에서, 로봇 시스템(100)은 팔 또는 다리의 하나 이상의 부재를 이동시키는 액추에이터들 상의 하중을 측정하기 위해 팔 또는 다리 상에 하나 이상의 힘 센서를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 로봇 시스템(100)은 로봇 시스템의 액추에이터들의 위치를 감지하기 위해 하나 이상의 위치 센서를 이용할 수 있다. 예를 들어, 이러한 위치 센서들은 팔들 또는 다리들 상의 액추에이터들의 연장, 수축, 또는 회전의 상태들을 감지할 수 있다.
다른 예로서, 센서(들)(112)는 하나 이상의 속도 및/또는 가속도 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서(들)(112)는 관성 측정 유닛(IMU)을 포함할 수 있다. IMU는 중력 벡터와 관련하여 세계 권역에서의 속도 및 가속도를 감지할 수 있다. 그 다음, IMU에 의해 감지된 속도 및 가속도는, 로봇 시스템(100)에서의 IMU의 위치 및 로봇 시스템(100)의 운동학에 기반하여 로봇 시스템(100)의 속도 및 가속도로 전환될 수 있다.
로봇 시스템(100)은 본 명세서에서 설명되고 논의되지 않은 다른 타입들의 센서들을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 로봇 시스템은 본 명세서에 열거되지 않은 목적들을 위해 특정 센서들을 이용할 수 있다.
로봇 시스템(100)은 로봇 시스템(100)의 다양한 컴포넌트들에 전력을 공급하도록 구성된 하나 이상의 전원(들)(114)을 또한 포함할 수 있다. 다른 가능한 전력 시스템들 중에서도, 로봇 시스템(100)은 유압 시스템, 전기 시스템, 배터리들, 및/또는 다른 타입들의 전력 시스템들을 포함할 수 있다. 예시적인 도해로서, 로봇 시스템(100)은 로봇 시스템(100)의 컴포넌트들에게 전하를 제공하도록 구성된 하나 이상의 배터리를 포함할 수 있다. 기계적 컴포넌트들(110) 및/또는 전기적 컴포넌트들(116) 중 일부는 각각 상이한 전원에 연결될 수 있거나, 동일한 전원에 의해 전력을 공급 받을 수 있거나, 복수의 전원들에 의해 전력을 공급 받을 수 있다.
로봇 시스템(100)에 전력을 공급하는데 임의의 타입의 전원, 예컨대 전력 또는 가솔린 엔진이 이용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 로봇 시스템(100)은 유체 동력을 이용하여 기계적 컴포넌트들(110)에 전력을 제공하도록 구성된 유압 시스템을 포함할 수 있다. 로봇 시스템(100)의 컴포넌트들은, 예를 들어, 유압 시스템을 통해 다양한 유압 모터들 및 유압 실린더들에 전달되는 유압 유체에 기반하여 동작할 수 있다. 유압 시스템은 유압 동력을 가압된 유압 유체에 의해 로봇 시스템(100)의 컴포넌트들 간의 튜브들, 가요성 호스들, 또는 다른 링크들을 통해 전달할 수 있다. 전원(들)(114)은 다양한 타입들의 충전, 예컨대, 외부 전원들에 대한 유선 연결들, 무선 충전, 연소, 또는 다른 예들을 이용하여 충전할 수 있다.
전기적 컴포넌트들(116)은, 전하 또는 전기적 신호들을 처리하고, 전달하고/하거나 제공할 수 있는 다양한 메커니즘들을 포함할 수 있다. 가능한 예들 중에서도, 전기적 컴포넌트들(116)은, 로봇 시스템(100)의 동작들을 가능하게 하기 위한, 전선들, 회로, 및/또는 무선 통신 전송기들 및 수신기들을 포함할 수 있다. 전기적 컴포넌트들(116)은, 로봇 시스템(100)이 다양한 동작들을 수행할 수 있게 하기 위해, 기계적 컴포넌트들(110)과 상호연동할 수 있다. 예를 들어, 전기적 컴포넌트들(116)은 전원(들)(114)으로부터의 전력을 다양한 기계적 컴포넌트들(110)에 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 로봇 시스템(100)은 전기 모터들을 포함할 수 있다. 전기적 컴포넌트들(116)의 다른 예들이 또한 존재할 수 있다.
로봇 시스템(100)은 로봇 시스템의 부속물들 및 컴포넌트들에 연결되거나 이들을 수납할 수 있는 바디를 포함할 수 있다. 이와 같이, 바디의 구조물은 예들에서 달라질 수 있고, 추가로, 주어진 로봇이 수행하도록 설계된 특정 동작들에 따를 수 있다. 예를 들어, 무거운 하중들을 운반하도록 개발된 로봇은 그 하중을 배치할 수 있게 하는 넓은 바디를 가질 수 있다. 유사하게, 높은 속도에 도달하도록 설계된 로봇은 실질적인 무게를 갖지 않는 협소하고 작은 바디를 가질 수 있다. 또한, 바디 및/또는 다른 컴포넌트들은 다양한 타입들의 물질들, 예컨대, 금속들 또는 플라스틱들을 이용하여 개발될 수 있다. 다른 예들에서, 로봇은 다양한 타입들의 물질들로 만들어지거나 상이한 구조물의 바디를 가질 수 있다.
바디 및/또는 다른 컴포넌트들은 센서(들)(112)를 포함하거나 가질 수 있다. 이러한 센서들은 로봇 디바이스(100) 상의 다양한 위치들에, 예컨대, 다른 예들 중에서도, 바디 상에 및/또는 하나 이상의 부속물 상에 위치될 수 있다.
그 바디 상에서 로봇 디바이스(100)는 하중, 예컨대 운송될 화물 타입을 운반할 수 있다. 하중은 또한, 로봇 디바이스(100)가 이용할 수 있는, 외부 배터리들 또는 다른 타입들의 전원들(예를 들어, 태양 전지판들)을 나타낼 수 있다. 하중을 운반하는 것이, 로봇 디바이스(100)가 구성될 수 있는 하나의 예시적인 이용을 나타내지만, 로봇 디바이스(100)는 또한 다른 동작들도 수행하도록 구성될 수 있다.
Ⅲ. 구조물을 제작하기 위한 로봇 시스템의 예시적인 실시예
도 2는 기계적 컴포넌트들(110), 센서(들)(112), 전원(들)(114), 전기적 컴포넌트들(116) 및/또는 제어 시스템(118)과 같은, 전술한 로봇 시스템(100)의 양태들을 포함하는 로봇(200)을 도시한다. 제작 현장(26)에서 동작하면서, 로봇(200)은 복수의 물리적 대상물들(22)과 작업하여 물리적 구조물(20)을 제작한다.
일 예에 따르면, 제작 현장은 로봇이 제품(예를 들어, 소비자 상품, 차량 부품들 등)을 만들기 위해 조립 라인 내에 부품들을 설치하는 공장 바닥일 수 있다. 추가적인 예에 따르면, 제작 현장은 조립 라인이 아니라 작업 셀일 수 있고, 여기서 로봇은 다양한 부품들을 결합하여 제품을 처음부터 끝까지 만든다. 이러한 예들에서, 제작 현장은 최종 물리적 구조물이 완전히 만들어 질 때 다른 위치(예를 들어, 유통업자 또는 고객 위치)로 (예를 들어, 제품으로서) 전달될 수 있는 임시 위치일 수 있다.
다른 예에 따르면, 제작 현장은 교량을 건설하기 위해 로봇이 무거운 건설 자재들로 작업하는 하천 현장일 수 있다. 또 다른 예에 따르면, 제작 현장은 로봇이 집의 구획을 건설하기 위해 하우징 자재들을 설치하는 집의 내부일 수 있다. 이러한 예들에서, 최종 물리적 구조물은 제작 현장에 설치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 로봇(200)은 제작 현장(26)에서 특정 작업들을 완료하도록 구성된다. 예를 들어, 로봇(200)은 다양한 엔드 이펙터들(211)을 포함할 수 있다. 특히, 엔드 이펙터(211(a))는 로봇(200)이 물리적 대상물(22a)을 파지하고 제작 현장(26)에서 특정된 위치(20a)에 물리적 대상물(22a)을 위치시키는 것을 허용하는 팔(210a)의 단부에 배치된다. 로봇(200)은 또한 로봇(200)이 물리적 대상물(22a)을 지정된 위치(20a)의 표면에 고정시키거나 다른 방식으로 결합하는 것을 허용하는 다른 팔(210b)의 단부에 배치된 다른 엔드 이펙터(211(b))를 포함할 수 있다. 예를 들어, 엔드 이펙터(211b)는 네일 건, 글루 건, 또는 용접 토치와 같은 공구를 포함하여 물리적 대상물(22a)을 제자리에 고정시킬 수 있다.
도 2가 단일 로봇(200)을 도시하지만, 제작 현장(26)은 물리적 구조물(20)의 양태들을 제작하기 위해 로봇(200)과 함께 작업하는 다른 로봇들을 포함할 수 있다. 제작 현장(26)에서의 각각의 로봇은 제작 프로세스에서 특정 할당된 작업들을 완료하도록 구성될 수 있다. 따라서, 대안적인 예에서, 로봇(200)은 지정된 위치(20a)에 물리적 대상물(22a)을 위치시키도록 할당될 수 있는 반면, 다른 로봇(도시되지 않음)은 물리적 대상물(22a)을 그 자신의 엔드 이펙터(예를 들어, 네일 건, 글루 건 또는 용접 토치)로 지정된 위치(20a)에 고정시키도록 할당될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 로봇(200)은 다양한 센서들(212)을 이용하여 제작 현장(26)에서 그 동작을 안내할 수 있다. 센서들(212)은 로봇(200)에 직접 결합되는 로컬 센서들을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 센서들(212)은 로봇(200)으로부터 분리된 제작 현장(26)의 다른 영역들에 배치되는 전역 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전역 센서들 중 일부는 제작 현장(26) 전체에 걸쳐 고정된 위치들에 배열될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 전역 센서들 중 일부는 제작 현장(26)에서 다른 로봇들에 결합될 수 있다.
센서들(212)은 전술한 센서들(112) 중 임의의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 물리적 구조물(20)을 제작하기 위해, 하나 이상의 센서(212(a))는 물리적 대상물들(22)이 제작 현장(26)에 저장되는 저장 위치(20b)에 대한 로봇(200)의 위치를 결정할 수 있다. 로봇(200)은 하나 이상의 센서(212(a))로부터의 데이터를 이용하여 위치(20b)로 이동하여, 엔드 이펙터(211(a))의 범위 내에 물리적 대상물들(22)을 배치할 수 있다. 추가적으로, 하나 이상의 센서(212(b))는 물리적 대상물들(22)에 대한 엔드 이펙터(211(a))의 위치를 결정할 수 있고, 엔드 이펙터(211(a))는 저장 위치(20b)로부터 물리적 대상물(22a)을 회수하도록 연장될 수 있다. 그 다음에, 엔드 이펙터(211(a))의 파지 내의 물리적 대상물(22a)에 의해, 하나 이상의 센서(212(a))는 위치(20a)에 대한 로봇(200)의 위치를 결정할 수 있다. 로봇(200)은 하나 이상의 센서(212(a))로부터의 데이터를 이용하여, 물리적 대상물(22a)이 제작 프로세스에서 고정될 위치(20a)로 이동할 수 있다. 이어서, 하나 이상의 센서(212(b))는 위치(20a)에 대한 엔드 이펙터(211(a))의 위치를 결정할 수 있고, 엔드 이펙터(211(a))는 물리적 대상물(22a)을 위치(20a)에 정확하게 위치시키도록 연장될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 센서(212(a))는 전역 센서들일 수 있는 반면, 하나 이상의 센서(212(b))는 로봇(200)의 팔(210b) 상에 배치된 로컬 센서들일 수 있다. 그러나, 센서들(212(a), (b))은 로컬 및 전역 센서들의 임의의 결합일 수 있다.
물리적 대상물(22a)이 조작되어 원하는 배향으로 위치(22a)에 포지셔닝되는 것을 보장하기 위해 하나 이상의 추가 센서(212)가 또한 이용될 수 있다. 물리적 대상물(22a)을 위치(20a)에서의 표면에 고정시키기 위해 엔드 이펙터(211(b))의 동작을 안내하는데 다른 센서들(212)이 이용될 수 있다. 또 다른 센서들(212)은 물리적 대상물(22a)이 적절한 배향으로 위치(20a)에 포지셔닝될 수 있도록 보장하기 위해 물리적 대상물(22a)의 크기 및 형상을 결정하기 위한 측정들을 수행할 수 있다.
로봇(200)을 동작시키기 위해 제어 시스템(218)이 이용된다. 제어 시스템(218)은 전술한 제어 시스템(118)과 유사할 수 있다. 제어 시스템(218)의 양태들은 로봇(200)의 일부로서 포함될 수 있고/있거나 로봇(200)으로부터 분리될 수 있다.
제어 시스템(218)은 유선 및/또는 무선 연결들을 통해 센서들(212)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 이어서, 제어 시스템(218)은 센서 데이터에 응답하여 로봇(200)을 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 위의 예에서, 제어 시스템(218)은 로봇(200)이 센서들(212(a))로부터의 데이터에 기반하여 위치들(20a, b)로 이동하여 센서들(212(b))로부터의 데이터에 기반하여 물리적 대상물(22a)을 조작하거나 다른 방식으로 맞물리게 할 수 있다.
Ⅳ. 로봇 시스템을 이용하여 구조물을 제작하기 위한 예시적인 모델
복수의 물리적 대상물들(22)로부터 물리적 구조물(20)을 제작하기 위해, 위의 로봇(200)의 제어 시스템(218)은 설계 사양들(310)에 기반하여 컴퓨터 판독가능한 프로그램 명령어들(206)을 실행시킬 수 있다. 도 3은 설계 사양들(310)을 생성하고 설계 사양들(310)로부터 물리적 구조물(20)을 제작하기 위한 예시적인 프로세스를 도시한다.
설계자는 물리적 구조물(20)에 대한 모델(300)을 개발한다. 일반적으로, 모델(300)은 물리적 구조물(20)이 어떻게 구성될지 그리고 로봇(200)에 의해 실제로 제작될 때 이를 어떻게 수행할지에 대한 설계자의 구상을 제공한다.
모델(300)을 개발하기 위해, 설계자는 복수의 모델 대상물들(302)을 정의한다. 일반적으로, 모델 대상물들(302)은 모델(300)에 따라 물리적 구조물(20)을 제작하기 위해 어떤 물리적 대상물들(22)이 결합되는지에 대한 설계자의 구상을 제공한다. 설계자는 물리적 구조물(20)이 원하는 구성 및 성능을 제공하는 것을 돕는 적절한 특성 세트(303)에 기여하도록 각각의 모델 대상물(302)을 설계한다. 모델 대상물들(302) 중 일부는 동일한 특성 세트(303)를 공유할 수 있는 반면, 다른 모델 대상물들(302)은 상이한 각각의 특성 세트들(303)을 가질 수 있다.
각각의 모델 대상물(302)의 특성 세트(303)는 다른 특성들 중에서도, 컬러, 마킹들, 시각적 패턴들, 형상, 크기, 및 표면 마감/텍스처와 같은 원하는 심미적 특성들을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 특성 세트(303)는 다른 특성들 중에서도, 휨 강도, 취성, 체적 탄성률, 마찰 계수, 압축 강도, 크리프, 탄성, 피로 강도, 가요성, 파괴 인성, 경도, 가소성, 탄력성, 전단 강도, 강성, 응력/변형 특성들, 표면 거칠기, 인장 강도, 인성, 점성, 항복 강도, 및 중량과 같은 원하는 기계적 특성들을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 특성 세트(303)는 다른 특성들 중에서도, 커패시턴스, 도전성, 밀도, 절연 강도, 필드 특성들, 인덕턴스, 유전율, 및 저항과 같은 전기적 및/또는 자기적 특성들을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 특성 세트(303)는 다른 특성들 중에서도, 내식성, 인화성, pH, 반응성, 안정성, 표면 에너지/장력, 및 독성과 같은 화학적 특성들을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 특성 세트(303)는 다른 기술들 중에서도, 코팅, 절단, 드릴링, 형성 및 성형 프로세스들, 열 처리, 접합, 기계 가공, 롤링, 샌딩, 및 용접에 대한 제조 특성들을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 특성 세트(303)는 다른 특성들 중에서도, 흡광도, 형광, 감광성, 반사율, 굴절률, 산란, 및 투과율과 같은 광학 특성들을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 특성 세트(303)는 다른 특성들 중에서도, 비점, 임계점, 방사율, 융점, 비열, 열 전도율, 열 확산율, 및 열 팽창과 같은 열적 특성들을 포함할 수 있다.
일부 경우들에서, 모델 대상물(302)은 알려진 특성 세트(303)를 갖는 재고 부품을 지칭할 수 있다. 이와 같이, 재고 부품을 지정하는 것은 특성 세트(303)를 전하기에 충분할 수 있고, 모델(300)을 개발할 때 전체 특성 세트(303)를 명시적으로 적시할 필요가 없을 수 있다.
다른 경우들에서, 모델 대상물(302)은 알려진 특성 세트(303)를 갖는 재고 자재로부터 형성되는 부품을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 모델 부품(302)은 특정 길이로 절단되는 재고 자재의 막대일 수 있다. 이와 같이, 재고 자재를 지정하고 모델 대상물(302)에 대한 특정 치수들을 표시하는 것은 특성 세트(303)를 전하기에 충분할 수 있고, 모델(300)을 개발할 때 재고 자재의 특성들을 명시적으로 적시할 필요가 없을 수 있다.
일부 모델 대상물들(302)은 원 자재들 또는 더 작은 부품들을 갖는 단순한 대상물들을 모델링할 수 있지만, 다른 모델 대상물들(302)이 또한 더 복잡한 하위 부품들을 모델링할 수 있다. 각각의 하위 부품은 복수의 부품들을 결합하여, 원하는 특성 세트를 제공하도록 함께 작용한다. 예를 들어, 하위 부품은 모터를 제공할 수 있고, 모터 자체는 물리적 구조물(20) 내의 다른 물리적 대상물들(22)을 전기 기계적으로 구동하도록 함께 동작하는 복수의 상이한 부품들을 포함한다. 이 경우에, 모터에 대한 특성 세트는 다른 특성들 중에서도, 크기, 형상, 전력 출력, 및 토크 출력을 포함할 수 있다.
모델(300)을 개발하기 위해, 설계자는 또한 각각의 모델 대상물(302)과 다른 모델 대상물들(302) 간의 관계들(304)을 정의한다. 관계들(304)은 모델 대상물들(302)이 어떻게 결합되는지를 결정한다. 예를 들어, 설계자는 다른 모델 대상물들(302)에 대한 모델 대상물들(302)의 위치들/배향들을 결정할 수 있다. 또한, 설계자는 모델 대상물들(302)이 직접 또는 간접적으로 서로 결합되는 방법을 결정할 수 있다. 이러한 결합들은, 다른 가능한 것들 중에서도, 기계적 결합들, 전기적/전자적 결합들, 또는 데이터 통신 결합들을 포함할 수 있다. 또한, 설계자는 모델 대상물들(302)을 결합하기 위해 어떤 제조, 조립, 또는 다른 제작 기술들을 이용할지를 결정할 수 있다.
설계자는 모델 제작 현장(306)에 따라 모델(300)의 양태들을 추가로 정의할 수 있다. 모델 제작 현장(306)은 물리적 구조물(20)을 제작하는 것과 관련된 제작 현장(26)에서 외부 구조물들 및 상태들을 모델링한다.
설계자는 모델 대상물들(302)과 모델 제작 현장(306) 간의 관계들(308)을 결정한다. 예를 들어, 설계자는 모델 제작 현장(306) 내의 외부 구조물들에 대한 모델 대상물들(302)의 위치들/배향들을 결정할 수 있다. 또한, 설계자는 모델 제작 현장(306) 내에서 외부 구조물들에 모델 대상물들(302)이 어떻게 결합되는지를 결정할 수 있다. 일 예에 따르면, 모델 대상물들(302)은 이들이 모델 제작 현장(306) 내에서 외부 구조물들 상에 설치될 수 있도록 성형되고 크기 조정될 필요가 있을 수 있다.
또한, 설계자는 모델 제작 현장(306)에서의 외부 상태들에 의해 모델 대상물들(302)이 어떻게 영향을 받는지를 결정할 수 있다. 다른 예에 따르면, 모델 대상물들(302)은 모델 제작 현장(306) 내의 환경/대기 상태들(예를 들어, 열, 습도 등)을 견디도록 구성될 필요가 있을 수 있다. 일반적으로, 모델 제작 현장(306)은 모델 대상물들(302)의 결합에 영향을 줄 수 있는 실제 제작 현장(26)의 임의의 양태를 모델링할 수 있다.
모델(300)은 설계자의 구상에 따라 로봇(200)에 의해 물리적 구조물(20)의 제작을 안내하는 설계 사양들(310)로 전환된다. 설계 사양들(310)은 로봇(200)에 대한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 명령어들(206)로서 표현될 수 있다. 일부 경우들에서, 설계자는 모델(300)에 관련된 입력을 수신하고 이 입력으로부터 로봇(200)에 대한 설계 사양들(310)을 생성하는 컴퓨터에 의해 구현된 소프트웨어를 통해 모델(300)을 개발할 수 있다. 예를 들어, 입력은 모델 대상물들(302)의 정의, 모델 대상물들(302) 간의 관계들(304), 모델 대상물들(302)과 모델 제작 현장(306) 간의 관계들(308)을 포함할 수 있다. 설계자는 모델(300)의 양태들, 예를 들어, 모델 대상물들(302)의 상대적 위치, 각도 오프셋(예를 들어, 수직, 평행), 축 방향 정렬, 정합 등을 지정하기 위해 소프트웨어 내의 컴퓨터 이용 설계(CAD) 툴들을 이용할 수 있다. 제어 시스템(218)은 물리적 구조물(20)을 건설하기 위해 로봇(200)의 양태들을 동작시키기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 명령어들을 실행시킬 수 있다.
따라서, 모델 대상물들(302)에 의해 모델링되는 물리적 대상물들(22)은 모델(300)에 따라 물리적 구조물(20)을 제작하기 위해 로봇(200)에 의해 결합된다. 또한, 로봇(200)은 모델 제작 현장(306)에 의해 모델링되는, 제작 현장(26)에서의 외부 구조물들 및 상태들에 따라 물리적 구조물(20)을 제작한다. 일 예에 따르면, 모델 제작 현장(306)은 하우징 자재들이 모델(300)에 따라 설치되는 집의 내부 구획을 모델링한다. 다른 예에 따르면, 모델 제작 현장(306)은 모델(300)에 따라 교량이 건설되는 하천 현장을 모델링한다.
도 4a 및 도 4b는 설계자에 의해 생각되는 바와 같이 물리적 벽(47) 상에 물리적 타일들(42)을 설치하기 위한 예시적인 모델(400)의 양태들을 도시한다. 모델(400)에서, 모델 타일들(402)은 모델 벽(407) 상에 탑재된다. 모델 타일들(402)은 물리적 구조물, 즉 타일 설치물(40)을 제작하기 위한 물리적 타일들(42)을 모델링한다. 한편, 모델 벽(407)은, 예를 들어 집의 내부(46)를 모델링할 수 있는 모델 제작 현장(406) 내의 외부 구조물이다.
설계자는 원하는 특성 세트(403)를 갖도록 모델 타일들(402)을 정의한다. 예를 들어, 설계자는 모든 모델 타일들(402)이 동일한 높이 h, 폭 w, 및 두께 t를 갖는 직사각형 고체 대상물들과 동일한 자재로부터 균일하게 만들어지도록 정의할 수 있다. 추가적으로, 설계자는 표면 마감(들), 컬러(들), 설계 패턴(들) 등과 같은 원하는 심미적 특성들을 제공하는 수직 전방 표면(402a)을 각각 갖도록 모델 타일들(402)을 정의할 수 있다.
설계자는 모델 타일들(402) 간의 관계들(404)을 결정한다. 예를 들어, 모델 타일들(402)은 5개의 행들 R i=1, 2, 3, 4, 5 및 5개의 열들 C i=1, 2, 3, 4, 5 의 패턴으로 배열되고, 여기서 각각의 행 R i 는 거리 d만큼 균일하게 이격된 5개의 모델 타일들(402)을 갖고, 각각의 열 C i 는 동일 거리 d만큼 균일하게 이격된 5개의 모델 타일들(402)을 포함한다.
설계자는 또한 모델 타일들(402)과 외부 구조물들 간의 관계들(408) 및 모델 제작 현장(406)의 상태들을 결정한다. 설계자는 모델 벽(407)에 대한 특성 세트를 식별한다. 예를 들어, 모델 벽(407)은 모델 타일들(402)을 수용하기 위한 직사각형 영역 A를 갖는 수직 전방 표면(407a)을 포함한다. 직사각형 영역 A는 상단 에지 E TOP , 하단 에지 E BOTTOM , 우측 에지 E RIGHT , 및 좌측 에지 E LEFT 에 의해 정의된다. 모델 타일들(402)의 패턴은 직사각형 영역 A 내에 배열된다. 또한, 도 4a에 도시된 바와 같이, 모델 타일들(402)의 상단 행 R 1 은 직사각형 영역 A의 상단 에지 E TOP 에 인접하고, 모델 타일들(402)의 하단 행 R 5 는 직사각형 영역 A의 하단 에지 E BOTTOM 에 인접하고, 모델 타일들(402)의 좌측 열 C 1 은 직사각형 영역 A의 좌측 에지 E LEFT 에 인접하고, 모델 타일들(402)의 우측 열 C 5 는 직사각형 영역 A의 우측 에지 E RIGHT 에 인접한다.
모델 타일들(402)은 모르타르를 이용하여 모델 벽(407)의 전방 표면(407a) 상에 탑재된다. 모델(400)에 따르면, 각각의 모델 타일(402)은 모르타르와 효과적으로 접착하는 표면 텍스처를 갖는 후방 표면(402b)을 갖는다. 대응하여, 전방 표면(407a)은 또한 모르타르와 접착하는 표면 텍스처를 갖는다. 또한, 모델 타일들(402) 사이의 공간 d는 타일 그라우트로 채워진다. 모델 제작 현장(406) 내의 상태들은 모르타르 및 그라우트가 적절히 경화되게 한다. 예를 들어, 모델 제작 현장(406) 내의 환경/대기 상태들은 모르타르의 이용에 적절한 온도 및 습도를 제공한다.
따라서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 모델(400)은 복수의 모델 대상물들, 즉 모델 타일들(402)을 식별하고, 복수의 모델 대상물들이 어떻게 결합되어 물리적 구조물, 즉 타일 설치물(40)을 제작하는지를 나타낸다. 또한, 모델(400)은 외부 구조물, 즉 모델 벽(407), 및 모델 대상물들(402)을 결합하는 것과 관련된 외부 상태들, 예를 들어 온도 및 습도를 식별한다.
모델 타일들(402)의 특성들(403), 모델 타일들(402) 간의 관계들(404), 모델 제작 현장(406), 및 모델 타일들(402)과 모델 제작 현장(406) 간의 관계들(408)은 타일 설치물(40)이 어떻게 제작될 수 있는지를 결정하는 다양한 파라미터들을 설정한다. 이러한 파라미터들에 대한 특정 값들, 설정들, 및 다른 명령어들을 제공함으로써, 설계 사양들(410)은 타일 설치물(40)의 제작에 대한 안내를 로봇(200)에게 제공한다.
설계 사양들(410)은 컴퓨터 판독가능한 프로그램 명령어들로서 표현될 수 있다. 로봇(200)의 제어 시스템(218)은 타일 설치물(40)을 건설하기 위해 로봇(200)의 양태들을 동작시키기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 명령어들(206)을 실행시킬 수 있다. 따라서, 모델 타일들(402)에 의해 모델링되는 물리적 타일들(42)은 로봇(200)에 의해 결합되어 모델(400)에 따라 타일 설치물(40)을 제작한다.
Ⅴ. 구조물의 제작을 맞춤화하기 위한 로봇 시스템의 예시적인 실시예
도 3을 참조하여 전술한 바와 같이, 설계자는 로봇(200)으로 물리적 구조물(20)을 제작하기 위한 설계 사양들(310)을 제공하기 위해 모델(300)을 개발할 수 있다. 그렇지만, 모델(300)은 물리적 구조물(20)이 설계자에 의해 생각되는 바와 같이 로봇(200)에 의해 이상적으로 제작될 방법만을 반영할 수 있다. 예를 들어, 모델(300)은 모델 대상물들(302)이 임의의 변형들 없이 원하는 특성들(303)을 갖도록 정확하게 형성된다고 가정할 수 있다. 추가적으로, 모델(300)은 모델 제작 현장(306)에 의해 모델링된 상태들 및 외부 구조물들이 모델 대상물들(302)을 결합하는데 이상적이라고 가정할 수 있다.
그러나, 실제로는, 모델 대상물들(302)에 의해 모델링되고 실제로 물리적 구조물(20)을 제작하는데 이용되는 물리적 대상물들(22)은 설계자에 의해 초기에 생각되는 원하는 특성들(303)로부터 변할 수 있다. 예를 들어, 모델(300)은 사전 제작된 물리적 대상물들(22)보다 큰 정밀도 레벨이 보장될 수 있다고 가정할 수 있다. 변형들은 물리적 대상물들(22)을 제작하는데 이용되는 기술들로부터 본질적으로 기인할 수 있다. 또한, 물리적 대상물들(22)은 시간의 경과에 따라 변할 수 있는 동적 특성들을 갖는 자재들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 세라믹으로 형성된 물리적 대상물들(22), 예컨대 물리적 타일들(42)은 화재 동안 불균일한 수축을 경험할 수 있거나, 목재로 형성된 물리적 대상물들(22)은 공기 중의 수분 함량으로 인해 팽창할 수 있다. 유사하게, 실제 제작 현장(26)에서의 외부 구조물들 및 상태들은 모델 제작 현장(306)에 따라 예상되는 것들과 다를 수 있다.
모델(300)을 개발할 때, 설계자는 물리적 대상물들(22) 및 제작 현장(26)에서의 특정 변동들에 대한 공차들을 제공함으로써 물리적 구조물(20)을 더 강건하게 제작하는 프로세스를 만들려고 시도할 수 있다. 예를 들어, 모델(300)은 물리적 대상물들(22) 및/또는 제작 현장(26)에서 물리적 대상물들(22)과 상호작용하는 외부 구조물들의 치수들에서의 작은 변동들에 대한 공차들을 포함할 수 있다. 모델(300)에 들어가 있는 공차들에 의해, 로봇(200)은 물리적 대상물들(22) 및/또는 제작 현장(26)에서의 작은 변동들이 있더라도 물리적 구조물(20)을 건설할 수 있다.
그러나, 물리적 구조물(20)을 제작할 때, 로봇(200)은 모델(300) 내에 들어가 있는 공차들에 의해 충분히 다루어질 수 없는 문제들에 직면할 수 있다. 예를 들어, 로봇(200)에 의해 취해진 측정치들은 제공된 물리적 대상물들(22)이 모델(300)의 공차들이 허용하는 것보다 치수가 훨씬 더 크다는 것을 나타낼 수 있다. 유리하게는, 로봇(200)은 제작 프로세스의 양태들을 조정함으로써 많은 이러한 문제들을 동적으로 해결할 수 있다. 로봇(200)이 자체적으로 제작 프로세스를 조정할 수 있게 함으로써, 제작 프로세스는 사용자(들)에 의한 중단 및/또는 개입 없이 계속될 수 있다.
제작 프로세스에 대한 조정들이 결과적인 물리적 구조물(20)의 양태들을 변경할 수 있지만, 로봇(200)은 제작 프로세스가 모델(300)에 제시된 바와 같은 설계자의 의도를 지킨다는 것을 보장한다. 다시 말해, 로봇(200)은 모델(300)과 일반적으로 일치하는 물리적 구조물(20)을 여전히 제작하면서 제작 프로세스에서의 문제들을 해결하기 위해 제작 프로세스를 맞춤화할 수 있다.
모델(300)로부터 도출된 설계 사양들(310)은 제작 프로세스를 맞춤화하는데 필요한 유연성을 로봇(200)에게 제공한다. 모델(300)을 개발할 때, 설계자는 제작 프로세스에 대한 허용가능한 수정들의 범위를 설정하는 하나 이상의 제약(311)을 정의할 수 있다. 제약들(311)은 설계자에게 가장 중요한 특징들을 일반적으로 반영하고 모델(300) 이면의 설계자의 의도를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 로봇(200)에 전해지는 설계 사양들(310)은 또한 제약들(311)에 대한 정보를 포함한다. 로봇(200)은 물리적 구조물(20)에 대한 제작 프로세스를 어떻게 맞춤화할지를 결정하기 위해 제약들(311)을 평가할 수 있다. 일반적으로, 로봇(200)은 물리적 구조물(20)이 제약들(311)을 충족시키는 한 제작 프로세스를 맞춤화하기 위한 유연성을 갖는다.
제약들(311)에 관한 정보를 제공하는 것에 더하여, 설계 사양들(310)은 또한 선호도들(312)에 관한 정보를 제공할 수 있고, 이는 제작 프로세스의 맞춤화를 추가로 안내할 수 있다. 예를 들어, 제작 프로세스가 복수의 상이한 접근법들에 따라 맞춤화될 수 있다면, 로봇(200)은 설계자의 의도와 가장 일치하는 물리적 구조물(24)을 낳는 바람직한 접근법을 결정하기 위해 선호도들(312)을 평가할 수 있다. 후술하는 예에서, 타일들을 설치하기 위한 맞춤화된 제작 프로세스는 영역에 맞도록 타일들 중 일부를 크기 조정하도록 요구할 수 있다. 타일들이 다수의 상이한 방식들로 크기 조정될 수 있기 때문에, 타일들을 크기 조정하기 위한 접근법을 선택하는 것을 돕기 위해 선호도들이 이용될 수 있다. 일부 경우들에서, 설계자는 또한 각각의 우선순위들(313)에 따라 선호도들(312)을 우선순위화할 수 있고, 로봇(200)은 최고 우선순위들(313)을 갖는 선호도들(312)을 충족시키려고 시도할 수 있다.
일부 실시예들에서, 선호도들(312)은 제약(311) 타입으로서 표현될 수 있다. 특히, 설계자는 제약들(311)을 각각의 가중치들로 또한 정의할 수 있다. 로봇은 설계자의 의도와 가장 일치하는 물리적 구조물을 낳는 바람직한 접근법들을 결정하기 위해 가중치들을 평가할 수 있다. 예를 들어, 제약들(311)은 설계자가 각각의 제약(311)에 배치하는 상대적 중요도를 나타내기 위해 가중될 수 있다. 일부 경우들에서, 가중치들은 일부 제약들(311)이 반드시 충족되어야 한다는 것을 나타낼 수 있다. 그러나, 가중치들은 다른 제약들(311)이 실제로 바람직한 물리적 구조물(20)을 제작하기 위해 수정될 수 있는 선호도들(312)이라는 것을 나타낼 수 있다. 또한, 가중치들은 수정가능한 제약들(311)(선호도들(312))이 수정되어야 하는 순서, 즉 어떤 수정가능한 제약들(311)(선호도들(312))이 더 높은 우선순위(313)를 갖는지를 나타내는 우선순위들(313)로서 또한 작용할 수 있다.
일 예에 따르면, 로봇(200)은 하천 현장에서 콘크리트 파일들, 거더들, 데킹 피스들 등과 같은 교량 구조물들을 설치함으로써 교량을 건설할 수 있다. 여기서, 실제 하천 현장은 교량 구조물들이 하천 현장에 설치되는 곳에 영향을 미치는 경계들 또는 외부 구조물들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 교량 구조물들이 보행자 통로들 또는 수위와 같은 피쳐들로부터 지정된 거리가 되도록 요구하는 규정들이 있을 수 있다. 대응하는 모델(300)은 교량 건설 프로세스가 실제 하천 현장에서의 이러한 피쳐들의 위치에 따라 조정될 수 있게 하는 제약들(311)을 포함할 수 있다. 실제 하천 현장은 또한 경사 지표면 및/또는 다양한 토양 상태들을 가질 수 있다. 모델(300)은 경사 지표면 및/또는 토양 상태들에 기반하여 특정 위치들 및/또는 깊이들로 콘크리트 파일들을 박아 넣도록 교량 건설 프로세스가 조정되게 하는 제약들(311)을 포함할 수 있다. 또한, 실제 하천 현장은 특정 배향들에 따라 햇빛으로부터 노출될 수 있다. 모델(300)은 교량이 보행자들 또는 운전자들에게 그늘을 제공할 수 있도록 교량 건설 프로세스가 조정될 수 있게 하는 선호도들(312)을 포함할 수 있다. 하나의 경우에, 교량은 하천 현장에서 햇빛의 특정 각도들에 따라 조정될 수 있는 각진 셰이딩 루버들을 갖도록 건설될 수 있고, 셰이딩 루버들의 각도를 조정하는데 이용될 수 있다.
제작 현장을 맞춤화하기 위한 접근법의 결정 시에, 로봇(200)은 또한 맞춤화에 대한 보고를 저장 및/또는 전송할 수 있다. 일부 경우들에서, 이러한 보고는 맞춤화된 제작 프로세스로부터 초래되는 물리적 구조물(24)의 맞춤화된 양태들에 관한 정보를 갖는 문서를 고객과 같은 다른 당사자에게 제공할 수 있다. 보고는 제작 프로세스가 시작되기 전에 승인을 위해 다른 당사자에게 전송될 수 있고/있거나 물리적 구조물(24)이 완성된 후에 제작 프로세스를 문서화하기 위해 전송될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 4a 및 도 4b는 집 내부(46)(제작 현장)에서 벽(41)(외부 구조물) 상에 타일 설치물(40)(물리적 구조물)을 제작하기 위한 예시적인 모델(400)을 도시한다. 모델(400)은 로봇(200)에 의한 타일 설치물(40)의 제작을 안내할 수 있는 설계 사양들(410)로 전환된다. 특히 도 4b에 도시된 바와 같이, 설계 사양들(410)은 또한 제약들(411) 및 선호도들(412)을 제공할 수 있다. 또한, 설계 사양들(410)은 선호도들(412)에 대한 각각의 우선순위들(413)을 제공할 수 있다.
도 5a는 모델(400)로부터의 예시적인 제약들(411ai)을 포함하는 예시적인 설계 사양들(410a)을 도시한다. 특히, 제1 제약(411a1)은 물리적 타일들(42)이 실질적으로 높이 h, 폭 w 및 두께 t를 갖는 직사각형 고체들로서 형성될 것을 요구한다. 제2 제약(411a2)은 물리적 타일들(42)이 가로질러 탑재될 수 있는 직사각형 영역 A를 갖는 전방 표면(47a)을 물리적 벽(47)이 갖는 것을 요구한다. 또한, 제3 제약(411a3)은 행들 R i 및 열들 C i 의 패턴에 따라 물리적 타일들(42)이 탑재될 것을 요구하고, 여기서 각각의 행 R i 는 균일하게 이격된 5개의 물리적 타일들(42)을 갖고, 각각의 열 C i 는 균일하게 이격된 5개의 물리적 타일들(42)을 포함한다. 또한, 제4 제약(411a4)은 물리적 타일들(42)의 상단 행 R 1 가 직사각형 영역 A의 상단 에지 E TOP 에 인접하고, 물리적 타일들(42)의 하단 행 R 5 가 직사각형 영역 A의 하단 에지 E BOTTOM 에 인접하고, 좌측 열 C 1 가 직사각형 영역 A의 좌측 에지 E LEFT 에 인접하며, 우측 열 C 5 가 직사각형 영역 A의 우측 에지 E RIGHT 에 인접할 것을 요구한다.
동작 시에, 제약들(411ai=1, 2, 3, 4)은 설계 사양들(410a)을 통해 로봇(200)에게 전해진다. 로봇(200)은 제약들(411ai=1, 2, 3, 4)을 포함하는, 설계 사양들(410a)에 따라 도 5b에 도시된 바와 같은 타일 설치물(40a)을 제작하도록 구성된다. 로봇(200)은 제작 현장(즉, 집 내부(46))에서 자신을 조종하고, 전술한 엔드 이펙터들(211) 및 센서들(212) 중 임의의 것을 이용하여 물리적 벽(47) 상에 물리적 타일들(42)을 조작하고 탑재할 수 있다. 그러나, 물리적 타일들(42)을 탑재하기 전에, 로봇(200)은 제약들(411ai=1, 2, 3, 4)이 충족될 수 있는지 여부를 평가할 수 있다. 또한, 로봇(200)은 제약들(411ai=1, 2, 3, 4)을 충족시키기 위해 타일 설치 프로세스의 어떤 양태들이 수정될 필요가 있는지를 결정할 수 있다.
로봇(200)은 적절한 엔드 이펙터(들)(211)를 이용하여 각각의 물리적 타일(42)을 조작할 수 있고, 적절한 센서(들)(212)(예를 들어, 3D 이미지 스캐닝 센서들)를 이용하여 각각의 물리적 타일(42)의 치수들을 측정할 수 있다. 로봇(200)은 이어서 각각의 물리적 타일(42)이 제약(411a1)에 따라 실질적으로 높이 h, 폭 w 및 두께 t를 갖는 직사각형 고체 형상을 갖는지 여부를 결정할 수 있다. 모델(400) 내의 모델 타일들(402)이 설계자에 의해 정의된 정확한 치수들을 가질 수 있지만, 로봇(200)에 의해 측정된 물리적 타일들(42) 중 하나 이상은 상이한 치수들을 가질 수 있다. 예를 들어, 공급자는 원하는 측정치들에 대응하지 않는 치수들을 갖는 타일들의 잘못된 재고를 틀리게 전달할 수 있다. 다른 경우에, 물리적 타일들(42) 중 일부의 치수들은 물리적 타일들(42)이 공급자로부터의 배송 중에 파손되는 경우에 변할 수 있다. 하나 이상의 물리적 타일(42)이 제약(411a1)에 의해 지정된 치수들을 갖지 않는 것으로 로봇(200)이 결정하는 경우, 로봇(200)은 일부 경우들에서 적절한 엔드 이펙터(들)(211)에 의해 물리적 타일들(42)을 적절한 크기 및 형상으로 절단함으로써 불일치들을 동적으로 해결할 수 있다. 따라서, 로봇(200)은 제1 제약(411a1)을 충족시키기 위해 물리적 타일들(42)을 재작업하는 단계들을 추가함으로써 타일 설치 프로세스를 맞춤화할 수 있다. 유리하게도, 이러한 맞춤화는 타일 설치 프로세스가 사용자(들)에 의한 중단 및/또는 개입 없이 계속될 수 있게 한다.
제2 제약(411a2)이 충족될 수 있는지 여부를 결정하기 위해, 로봇(200)은 적절한 센서(들)(212)(예를 들어, 3D 이미지 스캐닝 센서들)를 이용하여 물리적 벽(47)의 전방 표면(47a) 상의 직사각형 영역 A를 식별하고 측정할 수 있다. 물리적 타일들(42)의 5개의 행들 R i 및 5개의 열들 C i 가 제3 제약(411a3)에 따라 물리적 벽(47)에 탑재될 수 있는지 여부를 결정하기 위해, 로봇(200)은 먼저 제약(411a1)을 충족시키는 25개의 물리적 타일들(42)의 가용성을 결정할 수 있다. 또한, 로봇(200)은 직사각형 영역 A의 측정치들과 물리적 타일들(42)의 치수들을 비교하여, 물리적 타일들(42)의 5개의 행들 R i 및 5개의 열들 C i 가 제3 제약(411a3)에 따라 직사각형 영역 A에 맞을 수 있는지 여부를 결정할 수 있다.
제3 제약(411a3)은 또한 각각의 행 R i 를 따라 5개의 물리적 타일들(42)이 균일하게 이격되고, 각각의 열 C i 를 따라 5개의 물리적 타일들(42)이 균일하게 이격될 것을 요구한다. 그러나, 제4 제약(411a4)은 또한 상단 행 R 1 , 하단 행 R 5 , 좌측 열 C 1 및 우측 열 C 5 가 각각 직사각형 영역 A의 에지들 E TOP , E BOTTOM , E RIGHT , E LEFT 에 인접할 것을 요구한다. 로봇(200)은 제약들(411a3 및 411a4) 둘 다를 충족시키기 위해 설치 프로세스를 맞춤화하는 유연성을 갖는다. 특히, 로봇(200)은 각각의 행 R i 가 직사각형 영역 A를 가로질러 연장하여 좌측 열 C 1 이 좌측 에지 E LEFT 에 인접하고 우측 열 C 5 가 우측 에지 E RIGHT 에 인접하도록 각각의 행 R i 를 따라 5개의 물리적 타일들(42) 사이의 적절한 간격 d R 을 선택할 수 있다. 유사하게, 로봇(200)은 각각의 열 C i 가 직사각형 영역 A 아래로 연장하고, 상단 행 R 1 이 상단 에지 E TOP 에 인접하고 하단 행 R 1 이 하단 에지 E BOTTOM 에 인접하는 것을 허용하도록 각각의 열 C i 를 따라 5개의 물리적 타일들(42) 사이의 적절한 간격 d C 를 선택할 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 간격 d R 은 간격 d C 보다 크다.
이상적으로, 로봇(400)은 설계자에 의해 초기에 생각되는 바와 같이 (도 4a에 도시된) 모델(400)과 매우 닮은 타일 설치물(40a)을 제작한다. 특히, 모델(400)에서의 초기 구상에 따라, 각각의 행 R i 를 따라 5개의 모델 타일들(402) 사이의 간격과 각각의 열 C i 를 따라 5개의 모델 타일들(402) 사이의 간격 둘 다는 거리 d와 동일하다. 그러나, 물리적 벽(47) 상의 실제 물리적 타일들(42) 및 직사각형 영역 A는 이들이 모델 타일들(402) 및 모델 벽(407)에 의해 모델링되는 방법과 상이할 수 있다. 특히, 직사각형 영역 A는 설계자가 예상한 것보다 크거나 상이한 형상을 가질 수 있다. 유리하게도, 로봇(200)은 이러한 예상치 못한 상황들을 수용할 수 있다.
제약들(411ai=1, 2, 3, 4)은 설계자의 의도를 반영하는 한편, 타일 설치 프로세스에서의 파라미터들이 현실을 수용하도록 수정될 수 있는 동적 설계 공간을 또한 정의한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 간격 거리 d R 및 간격 거리 d C 는 타일 설치 프로세스를 맞춤화하는데 이용될 수 있는 파라미터들이다. 도 5b에 도시된 타일 설치물(40a)이 도 4a에 도시된 모델(400)과 일부 양태들에서 상이할 수 있지만, 타일 설치물(40a)은 제약들(411ai=1, 2, 3, 4)에 의해 정의된 바와 같은 설계자의 의도를 여전히 지킨다.
일부 경우들에서, 로봇(200)은 타일 설치 프로세스가 수정되더라도 하나 이상의 제약(411ai=1, 2, 3, 4)이 충족될 수 없다고 결정할 수 있다. 이와 같이, 로봇(200)은 타일 설치물(40a)과 관련하여 추가 활동을 중단할 수 있다. 즉, 로봇(200)은 제약들(411ai=1, 2, 3, 4)의 로봇의 평가에 기반하여 자동 "계속(go)/중지(no go)" 결정을 할 수 있다. 로봇(200)이 "중지" 결정을 하는 경우, 로봇(200)은 경보를 전할 수 있고, 이에 따라 사용자(또는 다른 시스템)가 개입하여 어떻게 진행할지를 결정할 수 있다. 가능한 경우, 로봇(200)이 타일 설치 프로세스를 진행할 수 있게 하기 위해 추가 정보 및/또는 명령어들이 로봇(200)에게 전해진다. 예를 들어, 제약들(411ai=1, 2, 3, 4) 중 하나 이상은 수정될 수 있고/있거나 로봇(200)은 제약들(411ai=1, 2, 3, 4) 중 하나 이상을 무시하는 것이 허용될 수 있다.
도 5a 및 도 5b의 예는 로봇(200)이 모델(400)에 기반하여 타일 설치물을 제작하기 위해 타일 설치 프로세스를 맞춤화하도록 파라미터들을 조정할 수 있는 방법의 일 예일 뿐이다. 도 6a는 모델(400)로부터의 예시적인 제약들(411bi=1, 2, 3, 4) 및 적어도 하나의 선호도(412b)를 포함하는 설계 사양들(410b)의 다른 예를 도시한다. 특히, 제1 제약(411b1)은 실제 크기 및 형상에 관계없이 실질적으로 동일한 크기 및 형상을 공유하도록 공급되는 물리적 타일들(42)을 요구한다. 제2 제약(411b2)은 또한 물리적 타일들(42)이 가로질러 탑재될 수 있는 직사각형 영역 A를 갖는 전방 표면(47a)을 벽(47)이 갖도록 요구한다. 추가적으로, 제3 제약(411b3)은 또한 물리적 타일들(42)이 행들 R 및 열들 C의 패턴에 따라 탑재되도록 요구하며, 여기서 각각의 행 R은 세트 거리 d R 만큼 균일하게 이격된 복수의 물리적 타일들(42)을 포함하고, 각각의 열은 세트 거리 d C 만큼 균일하게 이격된 복수의 물리적 타일들(42)을 포함한다. 추가적으로, 제4 제약(411b4)은 물리적 타일들(42)의 상단 행 R TOP 이 직사각형 영역 A의 상단 에지 E TOP 에 인접하고, 물리적 타일들(42)의 하단 행 R BOTTOM 이 직사각형 영역 A의 하단 에지 E BOTTOM 에 인접하고, 우측 열 C RIGHT 가 직사각형 영역 A의 우측 에지 E RIGHT 에 인접하며, 좌측 열 C LEFT 가 직사각형 영역 A의 좌측 에지 E LEFT 에 인접할 것을 요구한다.
동작 시에, 제약들(411bi=1, 2, 3, 4)은 설계 사양들(410b)을 통해 로봇(200)에게 전해진다. 로봇(200)은 설계 사양들(410a)에 따라 도 5b에 도시된 바와 같이 타일 설치물(40b)을 제작하도록 구성된다. 로봇(200)은 제작 현장(즉, 집 내부(46))에서 자신을 조종하고, 전술한 엔드 이펙터들(211) 및 센서들(212) 중 임의의 것을 이용하여 물리적 벽(47) 상에 물리적 타일들(42)을 조작하고 탑재할 수 있다. 그러나, 물리적 타일들(42)을 탑재하기 전에, 로봇(200)은 제약들(411bi=1, 2, 3, 4)이 충족될 수 있는지 여부를 평가할 수 있다. 또한, 로봇(200)은 제약들(411bi=1, 2, 3, 4)을 충족시키기 위해 타일 설치 프로세스의 어떤 양태들이 수정될 필요가 있는지를 결정할 수 있다.
로봇(200)은 적절한 엔드 이펙터(들)(211)를 이용하여 공급된 대로 각각의 물리적 타일(42)을 조작할 수 있고, 적절한 센서(들)(212)(예를 들어, 3D 이미지 스캐닝 센서들)를 이용하여 각각의 물리적 타일(42)의 치수들을 측정할 수 있다. 그 다음에, 로봇(200)은 공급된 물리적 타일들(42)이 제1 제약(411b1)에 따라 실질적으로 동일한 크기 및 형상을 공유할지 여부를 결정할 수 있다. 이것은 설치 전의 재고 검사 단계로 고려될 수 있다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 공급된 물리적 타일들(42)은 일반적으로 높이 h 0 및 폭 w 0 을 갖는다.
제2 제약(411b2)이 충족될 수 있는지 여부를 결정하기 위해, 로봇(200)은 적절한 센서(들)(212)(예를 들어, 3D 이미지 스캐닝 센서들)를 이용하여 물리적 벽(47)의 전방 표면(47a) 상의 직사각형 영역 A를 식별하고 측정할 수 있다. 이어서, 로봇(200)은 직사각형 영역 A의 측정치들과 물리적 타일들(42)의 치수들을 비교하여, 물리적 타일들의 복수의 행들 R i 및 물리적 타일들(42)의 복수의 열들 C i 가 제3 제약(411b3)에 따라 직사각형 A 내에 탑재될 수 있는지 여부를 결정할 수 있다.
제3 제약(411b3)은 또한 각각의 행 R i 를 따라 물리적 타일들(42)이 세트 거리 d R 만큼 균일하게 이격되고, 각각의 열 C i 를 따라 물리적 타일들(42)이 세트 거리 d C 만큼 균일하게 이격될 것을 요구한다. 그러나, 제4 제약(411b4)은 또한 상단 행 R 1 , 하단 행 R 5 , 좌측 열 C 1 및 우측 열 C 5 가 각각 직사각형 영역 A의 에지들 E TOP , E BOTTOM , E RIGHT , E LEFT 에 인접할 것을 요구한다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 직사각형 영역 A는, 높이 h 0 을 갖는 물리적 타일들(42)의 전체 수가 행들 R i 를 가로질러 연장하도록 허용하고, 세트 간격 거리 d R 을 또한 유지하면서 상단 행 R 1 이 상단 에지 E TOP 에 인접하고, 하단 행 R 5 가 하단 에지 E BOTTOM 에 인접하도록 허용하는 식으로 치수가 정해지지 않을 수 있다. 추가적으로, 직사각형 영역 A는, 폭 w 0 을 갖는 물리적 타일들(42)의 전체 수가 열들 C i 아래로 연장하도록 허용하고, 세트 간격 거리 d C 를 또한 유지하면서 좌측 열 C 1 이 좌측 에지 E LEFT 에 인접하고, 우측 열 C 5 가 우측 에지 E RIGHT 에 인접하도록 허용하는 식으로 치수가 정해지지 않을 수 있다. 그러나, 로봇(200)은 제약들(411b3 및 411b4) 양쪽 모두를 충족시키기 위해 설치 프로세스를 맞춤화하는 유연성을 갖는다. 특히, 로봇(200)은 적절한 엔드 이펙터(들)(211)를 이용하여 행들 R i 중 하나 이상을 따라 연장되는 물리적 타일들(42) 중 하나 이상을 절단/크기 조정할 수 있다. 유사하게, 로봇(200)은 적절한 엔드 이펙터(들)(211)를 이용하여 열들 C i 중 하나 이상 아래로 연장되는 물리적 타일들(42) 중 하나 이상을 절단/크기 조정할 수 있다.
하나의 접근법에 따르면, 로봇(200)은 행들 R i 가 동일한 감소된 높이(높이 h 0 보다 작음)를 공유하도록 각각의 행 R i 를 따라 연장되는 각각의 물리적 타일(42)을 크기 조정할 수 있다. 이러한 감소된 높이에서, 균일한 행들 R i 는 상단 에지 E TOP 에 인접한 상단 행 R 1 및 하단 에지 E BOTTOM 에 인접한 하단 행 R 5 를 갖고 세트 거리 d R 만큼 이격되어 있다. 유사하게, 로봇(200)은 열들 C i 가 동일한 감소된 폭(폭 w 0 보다 작음)을 공유하도록 각각의 열 C i 아래로 연장되는 각각의 물리적 타일(42)을 크기 조정할 수 있다. 이러한 감소된 폭에서, 균일한 열들 C i 는 상단 에지 E RIGHT 에 인접한 좌측 열 C LEFT 및 우측 에지 E RIGHT 에 인접한 우측 열 C 5 를 갖고 세트 거리 d C 만큼 이격되어 있다.
그러나, 설계 사양들(410b)은 또한 선호도(412b)를 포함하며, 이는 필요한 경우 하단 행 R 5 를 따라 연장되는 물리적 타일들(42)만이 감소된 높이를 갖도록 크기 조정되고/되거나, 우측 열 C 5 아래로 연장되는 물리적 타일들(42)만이 감소된 폭을 갖도록 크기 조정되는 것을 제공한다. 다시 말해, 설계자는 물리적 타일들(42)을 (공급되는) 그 초기 치수들로 가능한 한 많이 유지하려고 한다. 따라서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 로봇(200)은, 하단 행 R 5 가 다른 행들 R i=1, 2, 3, 4 의 초기 높이 h 0 보다 작은 높이 h 5 를 갖고, 우측 열 C 5 가 다른 열들 C i=1, 2, 3, 4 의 초기 폭 w 0 보다 작은 폭 w 5 를 갖도록 물리적 타일들(42)을 바람직하게 크기 조정한다.
전술한 바와 같이, 물리적 벽(47) 상의 실제 물리적 타일들(42) 및 직사각형 영역 A는 이들이 모델 타일들(402) 및 모델 벽(407)에 의해 초기에 모델링되는 방법과 상이할 수 있다. 설계 사양들(410a, 410b)은 타일 설치 프로세스에서의 상이한 파라미터들이 현실을 수용하도록 수정될 수 있는 각각의 설계 공간들을 정의한다. 설계 사양들에서의 상이한 제약들 및 선호도들은 상이한 물리적 구조물들을 낳을 수 있다.
물리적 타일들 사이의 간격 거리들을 조정하는 대신에, 도 6a 및 도 6b의 예에서의 로봇(200)은 제약들(411bi=1, 2, 3, 4)을 충족시키기 위해 물리적 타일들(42)의 크기를 동적으로 변경할 수 있다. 또한, 로봇(200)은 타일 설치 프로세스를 맞춤화하는 바람직한 접근법을 결정하기 위해 선호도(412b)를 참조할 수 있다. 도 6b에 도시된 타일 설치물(40b)이 도 4a에 도시된 모델(400)과 일부 양태들에서 상이할 수 있지만, 타일 설치물(40b)은 제약들(411bi=1, 2, 3, 4) 및 선호도(412b)에 의해 정의된 바와 같은 설계자의 의도를 여전히 지킨다.
일반적으로, 위의 예들에서의 제약들 및 선호도들은 로봇(200)이 타일 설치 프로세스에 대한 조정들이 물리적 타일들(42) 사이의 간격에 관한 파라미터들 및/또는 영역 A에 맞게 물리적 타일들(42)을 크기 조정하는 것에 관한 파라미터들을 조정하는 것을 수반하는지 여부를 자동으로 결정할 수 있게 한다. 예를 들어, 간격을 조정하는 것은 물리적 타일들(42)의 크기 조정보다 저비용의 동작일 수 있고, 이에 따라 설계자는 로봇(200)이 바이어싱되어 물리적 타일들(42)의 크기 조정을 통해 물리적 타일들(42) 사이의 간격을 조정하도록 제약들 및 선호도들을 정의할 수 있다. 그러나, 설계자는 또한 조정들이 물리적 타일들(42) 사이의 간격이 임계값을 초과하게 하는 경우 로봇(200)이 물리적 타일들(42)을 크기 조정하기로 결정하도록 제약들 및 선호도들을 정의할 수 있다. 제약들 및 선호도들은 로봇(200)이 운용자 또는 다른 시스템에 의한 개입을 필요로 하지 않고 동적으로 그리고 자동으로 이러한 결정들을 할 수 있게 한다.
위의 예들은 로봇이 제작 프로세스의 양태들을 동적으로 조정할 수 있는 방법을 설명한다. 물론, 이러한 조정들은 물리적 타일들(42) 사이의 간격을 직사각형 어레이로 변경하는 것 또는 타일 설치물(40) 내의 물리적 타일들(42)을 크기 조정하는 것에 제한되지 않는다. 다른 타일 설치물들에 대해, 설계자는 물리적 타일들(42)이 물리적 벽(47)의 영역 A'에 탑재되는 패턴을 조정하는 것을 수반하는 상이한 제약들 및 선호도들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 영역 A'는 형상이 더 원형일 수 있다. 이에 응답하여, 로봇(200)은 제약들 및 선호도들로부터, 타일 설치 프로세스가 영역 A'에 맞도록 특정 나선형 패턴, 동심 패턴, 스타버스트 패턴, 또는 다른 원형 설계에 따라 물리적 타일들(42)을 탑재하도록 조정되어야 한다고 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 양태들은 타일들의 설치에 제한되지 않는다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 본 발명의 양태들은 대향하는 하천 제방들 및 하천 제방들 사이의 영역을 포함하는 하천 현장에서 콘크리트 파일들, 거더들, 데킹 피스들 등을 설치함으로써 교량을 건설하는데 적용될 수 있다. 다른 예들에 따르면, 본 발명의 양태들은 공장 바닥 상의 부품들을 결합하여 소비자 상품, 차량 부품들 등과 같은 제품들을 만드는데 적용될 수 있다.
Ⅵ. 결론
로봇은 엔드 이펙터(들) 및 센서(들)를 이용하여 복수의 물리적 대상물들을 원하는 물리적 구조물에 결합할 수 있다. 이러한 물리적 구조물을 제작하기 위해, 로봇은 물리적 구조물에 대한 모델로부터 생성되는 설계 사양들에 의해 안내될 수 있다. 전술한 내용을 고려하여, 로봇은 모델과 물리적 현실 사이의 차이들을 고려하기 위해 제작 프로세스의 양태들을 동적으로 조정할 수 있다. 모델로부터 도출된 설계 사양들은 제작 프로세스를 맞춤화하는데 필요한 유연성을 로봇에게 제공한다. 설계 사양들은 제작 프로세스에서의 상이한 파라미터들이 물리적 현실을 수용하도록 수정될 수 있는 유연한 설계 공간을 정의한다. 제작 프로세스에 대한 조정들이 결과적인 물리적 구조물의 양태들을 변경할 수 있지만, 로봇은 제작 프로세스가 모델에서 제공되는 설계자의 의도를 지킨다는 것을 보장할 수 있다.
위 상세한 설명은 첨부 도면들을 참조하여 개시된 시스템들, 디바이스들, 및 방법들의 다양한 특징들 및 기능들을 설명한다. 도면들에서, 유사한 부호들은 전형적으로, 문맥이 달리 나타내지 않는 한, 유사한 컴포넌트들을 식별한다. 상세한 설명, 도면들 및 청구항들에서 설명되는 예시적인 구현들은 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 본 명세서에서 제시되는 주제의 범위를 벗어나지 않고서, 다른 구현들이 이용될 수 있고, 다른 변형들이 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 일반적으로 설명되고, 도면들에 도시되는 바와 같이, 본 개시내용의 양태들은 매우 다양하고 상이한 구성들로 배열, 대체, 결합, 분리, 및 설계될 수 있고, 이들 모두는 본 명세서에서 명백하게 고려된다는 점이 용이하게 이해될 것이다.
도면들 내의 그리고 본 명세서에서 논의되는 바와 같은 임의의 또는 모든 메시지 흐름도들, 시나리오들 및 흐름 차트들과 관련하여, 각각의 단계, 블록 및/또는 통신은 예시적인 구현들에 따른 정보의 처리 및/또는 정보의 전송을 나타낼 수 있다. 이러한 예시적인 구현들의 범위 내에 대안적인 구현들이 포함된다. 이러한 대안적인 구현들에서, 예를 들어, 단계들, 블록들, 전송들, 통신들, 요청들, 응답들 및/또는 메시지들로서 설명되는 기능들은 관련 기능에 따라 실질적으로 동시 또는 역순을 포함하여, 도시되거나 논의된 것과 다른 순서로 실행될 수 있다. 또한, 더 많거나 더 적은 단계들, 블록들 및/또는 기능들이 본 명세서에서 논의되는 메시지 흐름도들, 시나리오들 및 흐름 차트들 중 임의의 것과 함께 이용될 수 있으며, 이러한 메시지 흐름도들, 시나리오들 및 흐름 차트들은 서로, 부분적으로 또는 전체적으로 결합될 수 있다.
정보의 처리를 나타내는 단계 또는 블록은 본 명세서에서 설명된 방법 또는 기술의 특정 논리 기능들을 수행하도록 구성될 수 있는 회로에 대응할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 정보의 처리를 나타내는 단계 또는 블록은 (관련 데이터를 포함하는) 프로그램 코드의 모듈, 세그먼트 또는 부분에 대응할 수 있다. 프로그램 코드는 방법 또는 기술에서 특정 논리 기능들 또는 액션들을 구현하도록 프로세서에 의해 실행가능한 하나 이상의 명령어를 포함할 수 있다. 프로그램 코드 및/또는 관련 데이터는 디스크 드라이브, 하드 드라이브, 또는 다른 저장 매체를 포함하는, 저장 디바이스와 같은 임의의 타입의 컴퓨터 판독가능한 매체 상에 저장될 수 있다.
컴퓨터 판독가능한 매체는 레지스터 메모리, 프로세서 캐시 및/또는 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같이 데이터를 단기간 저장하는 컴퓨터 판독가능한 매체와 같은 비일시적 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 또한 예를 들어 판독 전용 메모리(ROM), 광학 또는 자기 디스크들 및/또는 컴팩트 디스크 판독 전용 메모리(CD-ROM)와 같은 보조적인 또는 지속적인 장기 저장소와 같이 프로그램 코드 및/또는 데이터를 장기간 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 또한 임의의 다른 휘발성 또는 비휘발성 저장 시스템들일 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 예를 들어 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 또는 유형의 저장 디바이스로서 고려될 수 있다.
또한, 하나 이상의 정보 전송을 나타내는 단계 또는 블록은 동일한 물리적 디바이스 내의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 모듈들 사이의 정보 전송들에 대응할 수 있다. 그러나, 상이한 물리적 디바이스들 내의 소프트웨어 모듈들 및/또는 하드웨어 모듈들 사이에서 다른 정보 전송들이 이루어질 수 있다.
다양한 양태들 및 구현들이 본 명세서에 개시되었지만, 다른 양태들 및 구현들이 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 명세서에 개시된 다양한 양태들 및 구현들은 예시의 목적들을 위한 것이고 제한하려고 의도되는 것은 아니며, 진정한 범위는 이하의 청구항들에 의해 표시된다.

Claims (18)

  1. 컴퓨터 구현 방법으로서,
    (ⅰ) 물리적 구조물로 조립될(assembled) 하나 이상의 물리적 대상물의 모델링된 특징들, (ⅱ) 상기 물리적 대상물들을 상기 물리적 구조물로 조립하기 위한 제작 프로세스, 및 (ⅲ) 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 모델링된 특징들과 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 대응하는 실제 특징들 사이의 하나 이상의 차이를 고려하면서, 상기 물리적 대상물과 연관된 전체 설계 의도를 만족시키기 위해 상기 제작 프로세스에 대한 허용가능한 수정들의 범위를 참조하는 설계 사양을 액세스하는 단계;
    상기 제작 프로세스를 사용하여 상기 물리적 구조물로의 상기 물리적 대상물들의 조립 이전에 또는 그 동안에, 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 모델링된 특징들과 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 대응하는 실제 특징들 사이의 상기 하나 이상의 차이를 평가하는(assess) 단계;
    평가된, 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 모델링된 특징들과 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 대응하는 실제 특징들 사이의 상기 하나 이상의 차이에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 물리적 대상물과 연관된 상기 전체 설계 의도를 만족시키기 위해 특정한 허용가능한 수정을 선택하는 단계;
    상기 선택된 특정한 허용가능한 수정에 따라, 상기 제작 프로세스를 수정하는 단계; 및
    로봇의 제어 시스템에 의해, 상기 수정된 제작 프로세스를 사용하여 상기 물리적 대상물들을 상기 물리적 구조물로 조립하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 실제 특징들을 측정하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수정된 제작 프로세스는 상기 물리적 대상물들을 상기 물리적 구조물로 조립하는 데에 사용되는 연결된 로봇 팔(articulated robotic arm)을 사용하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 특정한 허용가능한 수정을 선택하는 단계는, 상기 평가된 하나 이상의 차이에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 물리적 구조물이 여전히 상기 전체 설계 의도를 만족시킬 수 있다고 결정하는 것을 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 특정한 허용가능한 수정을 선택하는 단계는, 상기 제작 프로세스에 대한 다수의 후보 수정을 식별하는 것 - 상기 다수의 후보 수정 중 각각의 후보 수정은 상기 전체 설계 의도를 만족시킴 - 및 상기 특정한 허용가능한 수정으로서 최고 순위의 후보 수정을 선택하는 것을 포함하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전체 설계 의도는 상기 물리적 구조물의 기계적 제약 또는 능력(capability)으로서 지정되는, 방법.
  7. 시스템으로서,
    하나 이상의 처리 디바이스; 및
    동작들을 수행하기 위해 상기 하나 이상의 처리 디바이스에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 하나 이상의 비일시적 머신 판독가능한 저장 디바이스
    를 포함하고, 상기 동작들은:
    (ⅰ) 물리적 구조물로 조립될 하나 이상의 물리적 대상물의 모델링된 특징들, (ⅱ) 상기 물리적 대상물들을 상기 물리적 구조물로 조립하기 위한 제작 프로세스, 및 (ⅲ) 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 모델링된 특징들과 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 대응하는 실제 특징들 사이의 하나 이상의 차이를 고려하면서, 상기 물리적 대상물과 연관된 전체 설계 의도를 만족시키기 위해 상기 제작 프로세스에 대한 허용가능한 수정들의 범위를 참조하는 설계 사양을 액세스하고;
    상기 제작 프로세스를 사용하여 상기 물리적 구조물로의 상기 물리적 대상물들의 조립 이전에 또는 그 동안에, 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 모델링된 특징들과 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 대응하는 실제 특징들 사이의 상기 하나 이상의 차이를 평가하고;
    평가된, 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 모델링된 특징들과 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 대응하는 실제 특징들 사이의 상기 하나 이상의 차이에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 물리적 대상물과 연관된 상기 전체 설계 의도를 만족시키기 위해 특정한 허용가능한 수정을 선택하고;
    상기 선택된 특정한 허용가능한 수정에 따라, 상기 제작 프로세스를 수정하고;
    로봇의 제어 시스템에 의해, 상기 수정된 제작 프로세스를 사용하여 상기 물리적 대상물들을 상기 물리적 구조물로 조립하는 것
    을 포함하는, 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 동작들은
    상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 실제 특징들을 측정하는 것을 포함하는, 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 수정된 제작 프로세스는 상기 물리적 대상물들을 상기 물리적 구조물로 조립하는 데에 사용되는 연결된 로봇 팔을 사용하는, 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 특정한 허용가능한 수정을 선택하는 것은, 상기 평가된 하나 이상의 차이에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 물리적 구조물이 여전히 상기 전체 설계 의도를 만족시킬 수 있다고 결정하는 것을 포함하는, 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 특정한 허용가능한 수정을 선택하는 것은, 상기 제작 프로세스에 대한 다수의 후보 수정을 식별하는 것 - 상기 다수의 후보 수정 중 각각의 후보 수정은 상기 전체 설계 의도를 만족시킴 - 및 상기 특정한 허용가능한 수정으로서 최고 순위의 후보 수정을 선택하는 것을 포함하는, 시스템.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 전체 설계 의도는 상기 물리적 구조물의 기계적 제약 또는 능력으로서 지정되는, 시스템.
  13. 컴퓨터 프로그램으로 인코딩된 비일시적 컴퓨터 저장 디바이스로서, 상기 프로그램은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 동작들의 성능을 야기하는 명령어들을 포함하고, 상기 동작들은:
    (ⅰ) 물리적 구조물로 조립될 하나 이상의 물리적 대상물의 모델링된 특징들, (ⅱ) 상기 물리적 대상물들을 상기 물리적 구조물로 조립하기 위한 제작 프로세스, 및 (ⅲ) 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 모델링된 특징들과 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 대응하는 실제 특징들 사이의 하나 이상의 차이를 고려하면서, 상기 물리적 대상물과 연관된 전체 설계 의도를 만족시키기 위해 상기 제작 프로세스에 대한 허용가능한 수정들의 범위를 참조하는 설계 사양을 액세스하고;
    상기 제작 프로세스를 사용하여 상기 물리적 구조물로의 상기 물리적 대상물들의 조립 이전에 또는 그 동안에, 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 모델링된 특징들과 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 대응하는 실제 특징들 사이의 상기 하나 이상의 차이를 평가하고;
    평가된, 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 모델링된 특징들과 상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 대응하는 실제 특징들 사이의 상기 하나 이상의 차이에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 물리적 대상물과 연관된 상기 전체 설계 의도를 만족시키기 위해 특정한 허용가능한 수정을 선택하고;
    상기 선택된 특정한 허용가능한 수정에 따라, 상기 제작 프로세스를 수정하고;
    로봇의 제어 시스템에 의해, 상기 수정된 제작 프로세스를 사용하여 상기 물리적 대상물들을 상기 물리적 구조물로 조립하는 것
    을 포함하는, 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 동작들은
    상기 하나 이상의 물리적 대상물의 상기 실제 특징들을 측정하는 것을 포함하는, 디바이스.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 수정된 제작 프로세스는 상기 물리적 대상물들을 상기 물리적 구조물로 조립하는 데에 사용되는 연결된 로봇 팔을 사용하는, 디바이스.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 특정한 허용가능한 수정을 선택하는 것은, 상기 평가된 하나 이상의 차이에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 물리적 구조물이 여전히 상기 전체 설계 의도를 만족시킬 수 있다고 결정하는 것을 포함하는, 디바이스.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 특정한 허용가능한 수정을 선택하는 것은, 상기 제작 프로세스에 대한 다수의 후보 수정을 식별하는 것 - 상기 다수의 후보 수정 중 각각의 후보 수정은 상기 전체 설계 의도를 만족시킴 - 및 상기 특정한 허용가능한 수정으로서 최고 순위의 후보 수정을 선택하는 것을 포함하는, 디바이스.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 전체 설계 의도는 상기 물리적 구조물의 기계적 제약 또는 능력으로서 지정되는, 디바이스.
KR1020217006811A 2016-07-28 2017-07-27 현장에서 수집된 측정치들에 기반한 맞춤화된 로봇 설치 KR102513340B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/222,583 US10220511B2 (en) 2016-07-28 2016-07-28 Customized robotic installation based on measurements collected on site
US15/222,583 2016-07-28
PCT/US2017/044095 WO2018022837A1 (en) 2016-07-28 2017-07-27 Customized robotic installation based on measurements collected on site
KR1020197005974A KR102226599B1 (ko) 2016-07-28 2017-07-27 현장에서 수집된 측정치들에 기반한 맞춤화된 로봇 설치

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197005974A Division KR102226599B1 (ko) 2016-07-28 2017-07-27 현장에서 수집된 측정치들에 기반한 맞춤화된 로봇 설치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210029301A true KR20210029301A (ko) 2021-03-15
KR102513340B1 KR102513340B1 (ko) 2023-03-22

Family

ID=59569379

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217006811A KR102513340B1 (ko) 2016-07-28 2017-07-27 현장에서 수집된 측정치들에 기반한 맞춤화된 로봇 설치
KR1020197005974A KR102226599B1 (ko) 2016-07-28 2017-07-27 현장에서 수집된 측정치들에 기반한 맞춤화된 로봇 설치

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197005974A KR102226599B1 (ko) 2016-07-28 2017-07-27 현장에서 수집된 측정치들에 기반한 맞춤화된 로봇 설치

Country Status (7)

Country Link
US (2) US10220511B2 (ko)
EP (1) EP3485111B1 (ko)
JP (2) JP6759446B2 (ko)
KR (2) KR102513340B1 (ko)
CN (2) CN109689994B (ko)
SG (1) SG11201900690SA (ko)
WO (1) WO2018022837A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230082194A (ko) * 2021-12-01 2023-06-08 이원재 건축용 로봇 팔 제어 시스템

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2017294795B2 (en) 2016-07-15 2019-06-13 Fastbrick Ip Pty Ltd Boom for material transport
AU2017294796B2 (en) 2016-07-15 2019-05-30 Fastbrick Ip Pty Ltd Brick/block laying machine incorporated in a vehicle
AU2018295572B2 (en) 2017-07-05 2022-09-29 Fastbrick Ip Pty Ltd Real time position and orientation tracker
CN111213098B (zh) 2017-08-17 2024-03-15 快砖知识产权私人有限公司 用于交互系统的通信系统
EP3669138B1 (en) 2017-08-17 2023-05-24 Fastbrick IP Pty Ltd Laser tracker with improved roll angle measurement
US11401115B2 (en) 2017-10-11 2022-08-02 Fastbrick Ip Pty Ltd Machine for conveying objects and multi-bay carousel for use therewith
US11332942B2 (en) * 2018-07-19 2022-05-17 Form Robotics Inc. System and method for automating construction and installation of surfaces in construction
JP7333204B2 (ja) * 2018-08-10 2023-08-24 川崎重工業株式会社 情報処理装置、ロボット操作システム、及びロボット操作方法
AU2019333333A1 (en) 2018-08-29 2021-04-08 Fastbrick Ip Pty Ltd Gripping apparatus
GB2580312A (en) * 2018-12-24 2020-07-22 Semblr Tech Limited Structural assembler
US11157708B2 (en) 2020-01-31 2021-10-26 Caterpillar Inc. Method and system for identifying sensors on machines
US11790125B2 (en) 2020-07-09 2023-10-17 Peyman Poostchi System and method for automated production of buildings and building components
KR102435640B1 (ko) 2020-11-11 2022-08-25 현대건설주식회사 고소작업용 로봇 및 이를 이용한 동작방법
KR20220064129A (ko) 2020-11-11 2022-05-18 현대건설주식회사 Bim 데이터를 이용한 로봇의 자율주행 방법 및 이를 수행하기 위한 로봇
KR102488369B1 (ko) 2020-11-11 2023-01-13 현대건설(주) 건설현장 내 작업자의 안전모 컬러 판별 방법 및 이를 수행하기 위한 장치
DE102021107887A1 (de) 2021-03-29 2022-09-29 Broetje-Automation Gmbh Verfahren zur Bearbeitung eines Fahrzeugstrukturbauteils
WO2023150603A1 (en) * 2022-02-04 2023-08-10 University Of Florida Research Foundation, Inc. Framing and installation robotic systems and methods

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010092981A1 (ja) * 2009-02-12 2010-08-19 三菱電機株式会社 産業用ロボットシステム

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5325468A (en) * 1990-10-31 1994-06-28 Sanyo Electric Co., Ltd. Operation planning system for robot
DE19834703C1 (de) * 1998-07-31 1999-12-30 Daimler Chrysler Aerospace Verfahren zur Herstellung, Ausrüstung und Ausstattung eines Flugzeugrumpfes und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
JP2000066706A (ja) * 1998-08-21 2000-03-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd ロボット制御装置とその制御方法
US7153454B2 (en) * 2003-01-21 2006-12-26 University Of Southern California Multi-nozzle assembly for extrusion of wall
US7467154B2 (en) * 2005-06-29 2008-12-16 Microsoft Corporation Producing a locally optimal path through a lattice by overlapping search
AU2007203730B2 (en) * 2005-12-30 2012-09-27 Fastbrick Ip Pty Ltd An automated brick laying system for constructing a building from a plurality of bricks
JP2010092981A (ja) * 2008-10-06 2010-04-22 Sharp Corp 太陽電池、裏面電極型太陽電池、配線基板および太陽電池の製造方法
US8965571B2 (en) * 2010-08-12 2015-02-24 Construction Robotics, Llc Brick laying system
US20120180424A1 (en) * 2010-12-13 2012-07-19 Dunmow Systems Corporation Construction material handling method and apparatus
US8888434B2 (en) * 2011-09-05 2014-11-18 Dynamic Micro System Container storage add-on for bare workpiece stocker
US20130343640A1 (en) * 2012-06-21 2013-12-26 Rethink Robotics, Inc. Vision-guided robots and methods of training them
US9098106B2 (en) * 2012-08-10 2015-08-04 Comsol Ab Systems and methods for creating application interfaces for forming and solving problems in a modeling system
JP5741618B2 (ja) * 2013-03-19 2015-07-01 株式会社安川電機 ワークの組立装置及び組立方法
US9358688B2 (en) * 2014-04-25 2016-06-07 Gary Lee Drew Machine for aligning items in a pattern and a method of use
US9579799B2 (en) * 2014-04-30 2017-02-28 Coleman P. Parker Robotic control system using virtual reality input
US9272417B2 (en) * 2014-07-16 2016-03-01 Google Inc. Real-time determination of object metrics for trajectory planning
JP6458713B2 (ja) * 2015-11-18 2019-01-30 オムロン株式会社 シミュレーション装置、シミュレーション方法、およびシミュレーションプログラム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010092981A1 (ja) * 2009-02-12 2010-08-19 三菱電機株式会社 産業用ロボットシステム
KR20110114651A (ko) * 2009-02-12 2011-10-19 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 산업용 로봇 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230082194A (ko) * 2021-12-01 2023-06-08 이원재 건축용 로봇 팔 제어 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
SG11201900690SA (en) 2019-02-27
CN109689994A (zh) 2019-04-26
CN109689994B (zh) 2021-05-18
WO2018022837A1 (en) 2018-02-01
EP3485111B1 (en) 2023-09-27
JP2021000722A (ja) 2021-01-07
CN113232017A (zh) 2021-08-10
KR102226599B1 (ko) 2021-03-12
KR20190029746A (ko) 2019-03-20
JP6759446B2 (ja) 2020-09-23
US20180029227A1 (en) 2018-02-01
JP2019531199A (ja) 2019-10-31
US10882181B2 (en) 2021-01-05
US10220511B2 (en) 2019-03-05
JP7111782B2 (ja) 2022-08-02
CN113232017B (zh) 2022-12-13
KR102513340B1 (ko) 2023-03-22
US20190184555A1 (en) 2019-06-20
EP3485111A1 (en) 2019-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102226599B1 (ko) 현장에서 수집된 측정치들에 기반한 맞춤화된 로봇 설치
JP6895539B2 (ja) 構築可能性分析に基づくプロジェクトの計画および適応
US11253991B1 (en) Optimization of observer robot locations
US20200218223A1 (en) Automatic Generation of Toolpaths
KR101941147B1 (ko) 암형 로봇의 장애물 자동 회피방법 및 제어장치
US10987812B1 (en) Error accrual and mitigation during robotic process
Lampinen et al. Autonomous robotic rock breaking using a real‐time 3D visual perception system
US10377125B2 (en) Control systems and methods to optimize machine placement for additive construction operations
KR102141714B1 (ko) 인공지능 기반 환경 적응형 시간 동기화 군집 로봇 커버리지 방법 및 시스템
CN114391060A (zh) 地下工地中的移动设备的定位
Al-Hussein 36th International Symposium on Automation and Robotics in Construction and Mining (ISARC 2019)

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant