KR20220112147A - 인공지능 mcu 뇌 시스템(ai mbs) - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수개의 MCU를 가지고 인공지능 기능을 가진 시스템을 뇌와 비슷하게 제어하는데 목적이 있습니다. 뇌의 신경 세포인 뉴런을 구현하기 위한 MCU 뇌 시스템의 구성 요소로서 전원부와 외부 입력(센서) 그리고 MCU의 여려 개로 구성되어 하나의 MCU 뇌 시스템으로 구성이 된다. 각 MCU의 입력과 출력은 서로 연결 되며 또는 개별로도 제어가 가능합니다. MCU의 개수는 외부 환경에 따라서 사용 MCU수가 정해지므로 정확한 사용 개수는 정해지지 않는다.
메인 전원과 각 MCU의 전원에 맞도록 전원부가 구성되어 있으며 MCU 뇌 시스템의 MCU전원을 공급을 하는 역할을 합니다.
각각의 MCU는 각종 센서로부터 외부접촉여부의 신호를 받으며 해당 MCU의 코딩에 따라서 출력의 하드웨어(액츄에이터)의 각종 모터, 부저, 동력 기어 등으로 동작을 합니다.
여기서 각각의 MCU는 코딩에 의하여 제어도 하지만 논리게이트 IC등의 조합으로 동시 또는 개별로 연산 제어도 합니다.

Description

인공지능 MCU 뇌 시스템(AI MBS){AI MCU_Brain System(AI MBS)}
본 발명은 자동으로 제품이나 장치를 프로그램을 통해서 정밀하게 제하기 위한 장치로 마이크로 컨트롤러에 관한 기존 정해진 1개로만 제하는 것이 아닌 다수개의 MCU의 조합으로 인공지능으로 뇌의 뉴런을 MCU로 구성하는 시스템 제어기를 누구나 쉽게 구성 및 코딩을 할 수 있도록 하는 설계에 관한 것입니다.
마이크로 컨트롤러(Micro Controller Unit, 이하 "MCU"이라 통칭함)는 정밀하게 제어하는 장치로 자동으로 제품이나 장치를 컨트롤 하는데 사용되는 장치로 사람으로 보면 두뇌에 해당하는 것으로 1개의 컨트롤러로 각종 제어하는 것에 컨트롤러의 메모리에 따라서 제한 된 제어 동작을 개선하여 뉴런을 MCU로 비유하여 여러 개의 컨트롤러를 연결 상호 제어와 설계 및 제작에 관한 것이다.
2003192470000 조립형 마이크로세서 실습 장비 1020090031975 트레이닝키트용 마이크로컨트롤러 모듈 및 이를 포함하는 트레이닝 키트 1020157027232 인공 뉴런 및 멤리스터를 갖는 장치
[서적] AVR과 FPGA기반의 임베디드 로봇 설계 서종완/이성대 2006 [검색]뉴런 - 뇌는 신경 세포들이 뭉쳐 큰 군집을 이루고 있는 덩어리로서, 동물의 중추 신경계를 관장하는 기관이다. 뇌는 대부분의 움직임, 행동을 관장하고, 신체의 항상성을 유지시킴과 동시에 인지, 감정, 기억, 학습 등을 담당한다. 순우리말로는 골이라고도 한다. 감각 입력과 운동 출력 등을 담당하는데, 부드러운 움직임을 위해 중요하지만, 제거한다 해도 대부분의 정신 능력에는 거의 영향을 미치지 않는다. 약 700억 개 혹은 1000억 개 정도의 뉴런을 가지고 있다. 뇌가 크다고 지능이 높은 것은 아니며, 뉴런 회로망의 설계가 더 큰 영향을 준다는 것이 대체적인 중론이다. 예컨대 고래는 뇌의 크기가 인간보다 거대함에도 불구하고 고래의 지능은 인간보다 더 떨어진다. 출처 -네이버 검색 나무위키 - 일부 내용 참조
[발명의 내용]
4차 산업에 맞추어 시스템 반도체의 활용 및 설계를 통해 누구나 쉽게 인공 지능 제어 보드를 제작 할 수 있도록 상용되어 있는 여러 개의 MCU를 조합하여 뇌와 비슷한 기능을 구현하는데 목적이 있습니다. 뇌의 뉴런 회로망의 설계가 더 큰 영향을 주는 것처럼 MCU를 뉴런처럼 설계하는 것으로 뇌의 뉴런처럼 여러 MCU를 서로 연결하여 입, 출력신호로 뉴런처럼 학습 또는 각각의 기능을 관장하도록 합니다.
주. 여기서 MCU는 ATmega, STF32F, ARM 등 마이크로컨트롤러입니다.
각각 MCU는 TTL IC 74**, C-MOC IC 40** 등을 사용 하드웨어적 논리 제어를 합니다.
[해결하려는 과제]
1) 제한되어 있는 MCU(컨트롤러) 메모리에 따른 기능 구현
2) 한 개의 MCU(컨트롤러)의 기능 구현을 위한 복잡한 프로그램 구조
3) 뇌의 뉴런을 MCU(컨트롤러)로 구현
4) 1번에 따른 제한된 기능 및 코딩 수정
1)기능에 따라 n개의 MCU(컨트롤로)를 구성
2)각 MCU(컨트롤러)의 기능에 따른 코딩 및 하드웨어 구성
3)MCU(컨트롤러)마다 입, 출력 지정 및 서로 연결
4)3번의 서로 연결되는 기능 구현 되도록 프로그램 코딩 및 구성(AND,OR연산)
본 발명은 1개의 MCU(컨트롤러)를 가지고 여러 가지 하드웨어 구성과 제어 코딩으로 제한된 동작 구현을 동작 따라서 여러 MCU(컨트롤러)를 제작 구성 및 코딩을 하여 뇌의 뉴런처럼 n개의 MCU(컨트롤러)를 서로 AND, OR, NOT 연산 등으로 직접 연결하여 인간의 뇌에 가까운 MCU(컨트롤러)구성 및 코딩을 할 수 있으며 동작 마다의 코딩 및 구성으로 필요한 부분만 수정 또는 확장이 가능하며 분리 합체형으로 변형 하여 다용도로 활용이 가능합니다.
도 1은 본 고안에 의한 MCU 뇌 시스템의 구성 요소를 블럭도.
도 2는 본 고안에 의한 MCU 뇌 시스템의 메인 전원 회로도.
도 3은 본 고안에 의한 MCU 뇌 시스템의 개별 전원 회로도.
도 4는 본 고안에 의한 MCU 뇌 시스템의 흐름 블록도
도 5는 본 고안에 의한 MCU 뇌 시스템의 연결 블럭도
본 발명은 1개의 MCU(컨트롤러)를 다수개 연결하여 뇌의 신경 세포인 뉴런을 구현하기 위한 것으로 MCU 1개가 1개의 뉴런의 역할을 하여 상호 제어를 하여 뇌와 비슷하게 제어하는데 목적이 있습니다.
이하 첨부되는 도면과 관련하여 사람의 뇌처럼 상호 제어를 하기 위하여 구성과 동작에 대하여 다음과 같습니다. 도 1번은 MCU 뇌 시스템의 구성 요소로서 1. 전원부와 3.외부 입력(센서) 그리고 2.MCU의 여려 개로 구성되어 하나의 MCU 뇌 시스템으로 구성이 된다. MCU의 개수는 시스템의 주요 미션(과제)나 외부 환경에 따라서 사용 MCU가 정해지므로 정확한 사용 개수는 정해지지 않는다. 여기서 MCU는 뉴런의 핵과 신경세포체에 해당하며 MCU의 핀 다리들은 가지 돌기에 해당되고 축삭돌기는 뇌 시스템의 각각의 MCU 연결 PCB 패턴으로 할 수 있다. 3. 외부 입력은 2. MCU에 IN-A, IN-B...N 입력포트로 입력이 되며 4번IN1 <->OUT1, IN2 <->OUT2 등으로 코딩(프로그램)에 의해서 상호 제어 동작을 합니다.
도 1에서 전원부에 해당하는 도2의 1-A는 MCU 뇌 시스템에 전원을 공급을 하는 회로도로 U1의 LM317을 사용하여 0~32V 까지 사용할 수 있도록 하였습니다.
도 2의 메인 전원은 도 3번의 각각의 MCU 전원 공급을 위한 회로도로 각각 나뉘어 있는 1-B의 U2번과 1-C의 U3번의 회로도처럼 MCU 전압에 맞도록 분배되어 MCU 뇌 시스템의 MCU전원을 공급을 하는 역할을 합니다. 도 2와 도 3은 외부 전원에 연결되어 사용이 가능하며 외부 환경에 따른 구동 하드웨어에 따라서 도 2의 메인 전원이 결정을 합니다.
Figure pat00001
위 그림 1은 본 발명에 있어 동작 원리를 위한 도 4번의 참고 그림을 블록도로 변경한 것입니다. 블록도에서 외부접촉(자극)은 각종 센서 또는 스위치(4-2) 등으로 외부의 신호를 받아서 MCU의 입력으로 신호를 전달을 합니다. 여기서 MCU는 신경 체세포(가지돌기)의 역할을 하게 되며 코딩에 의해 처리되어 근육=반응(운동기관=반응)을 하드웨어(액츄에이터)의 각종 모터(4-3), 부저(4-4), 동력 기어 등으로 동작을 합니다. 여기서 코딩으로 처리되어 신호가 전달되는 부분을 그림에서 축삭으로 연결 패턴(4-1)을 축삭으로 하였습니다. *( )는 그림 1
위 과정이 도 5의 블록도로 각각의 신경 체세포(가지돌기)=MCU는 도 4번 4-2의 외부입력과 AND, OR 게이트 IC 의 연결로 신경 체세포(가지돌기)MCU를 각각 제어 또는 상호 제어를 통하여 4번 4-3, 4-4의 하드웨어(액츄에이터)를 제어를 합니다.
이러한 본 발명은 누구나 쉽게 인공지능의 기능을 쉽고 저렴한 비용으로 구성 및 개발이 가능하며 무선 통신과 연계되어 별개로 제작하여 연결 상호 제어를 하게 되면 개별로 움직이고 합체가 되어 하나의 로봇으로 움직일 수 있는 시스템도 만들 수 있는 장점도 있습니다.
MCU 1번의 입력에서 신호를 받아 출력핀으로 MCU 2번으로 전달 MCU 2번에서 하드웨어 제어 또는 MCU 1번에서도 MCU 2번과 함께 하드웨어를 제어 다른MCU n번의 신호를 받아 하드웨어 제어하며 상호 제어
MCU 1번의 하드웨어 제어, MCU 2번의 하드웨어 개별 제어 도중에 MCU 1번과 MCU 2번의 합체로 상호 제어 및 하드웨어 동시 제어

Claims (4)

  1. MCU 뇌 시스템 구성 인공지능 기술 및 교육
  2. 제1항에 있어서 MCU의 개별 제어 따른 분리 합체 로봇 시스템 적용
  3. 제2항에 있어서 MCU의 개별 분리 합체용으로 인공지능 시스템 적용
  4. 제1항과 제3항에 있어서 MCU 뇌 시스템 제작 설계 인공지능 자격증
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200319247Y1 (ko) 2002-10-11 2003-07-07 이엠티(주) 조립형 마이크로프로세서 실습 장비
KR20090031975A (ko) 2007-09-26 2009-03-31 우시오덴키 가부시키가이샤 광 조사식 가열 처리 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR20090031975A (ko) 2007-09-26 2009-03-31 우시오덴키 가부시키가이샤 광 조사식 가열 처리 장치

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
[검색]뉴런 - 뇌는 신경 세포들이 뭉쳐 큰 군집을 이루고 있는 덩어리로서, 동물의 중추 신경계를 관장하는 기관이다. 뇌는 대부분의 움직임, 행동을 관장하고, 신체의 항상성을 유지시킴과 동시에 인지, 감정, 기억, 학습 등을 담당한다. 순우리말로는 골이라고도 한다. 감각 입력과 운동 출력 등을 담당하는데, 부드러운 움직임을 위해 중요하지만, 제거한다 해도 대부분의 정신 능력에는 거의 영향을 미치지 않는다. 약 700억 개 혹은 1000억 개 정도의 뉴런을 가지고 있다. 뇌가 크다고 지능이 높은 것은 아니며, 뉴런 회로망의 설계가 더 큰 영향을 준다는 것이 대체적인 중론이다. 예컨대 고래는 뇌의 크기가 인간보다 거대함에도 불구하고 고래의 지능은 인간보다 더 떨어진다. 출처 -네이버 검색 나무위키 - 일부 내용 참조
[서적] AVR과 FPGA기반의 임베디드 로봇 설계 서종완/이성대 2006

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