KR20230056013A - 로봇식 조작기를 위한 모듈식 암-단부 툴링의 제어 - Google Patents

Abstract

로봇 암의 원단부에 있는 툴 변경기는 근위 결속 플레이트를 포함할 수 있고, 툴은 근위 결속 플레이트와 자기적으로 결속된 원위 결속 플레이트를 포함할 수 있다. 로봇 암에 의해서 수행되고 있는 동작을 위하여 상이한 툴이 필요할 때에, 툴 변경기는 다양한 툴과 자기적으로 결속 및 결속해제하도록 구성될 수 있다. 로봇 암이 대상물 상에 작업하기 위해서 사용될 때에, 어떤 툴을 툴 변경기에 커플링할지에 관련된 의사결정은 즉시, 그리고 변하는 환경에 기반하여 이루어질 수 있다.

Description

로봇식 조작기를 위한 모듈식 암-단부 툴링의 제어

본 발명은 로봇식 조작기에 관한 것이고, 특히, 로봇식 조작기를 위한 모듈식 암-단부 툴링 시스템, 및 그 제어를 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

많은 산업용 또는 물류 애플리케이션들에서 소망되는 목표를 달성하기 위하여 대상물을 정렬, 재위치결정, 운반, 또는 그렇지 않으면 조작하기 위해서, 자동화된 로봇, 콘베이어, 및 다른 이동식 디바이스들이 사용된다. 특정한 산업용 또는 물류 작업에서의 대상물들 모두는, 수반된 각각의 대상물에 동일한 목적지 또는 작업이 적용될 수 있도록 동일한 타입일 수 있다. 예를 들어, 우편 서비스에서는 정렬 머신이 편지 및 소포를 그 위에 있는 광학식 문자의 인식을 통해서 처리하고, 메일의 각각의 처리된 아이템에 메일의 각각의 처리된 아이템에 대한 목적지를 표시하는 대응하는 바코드를 임프린트한다. 그러므로, 각각의 대상물에 대해서 수행될 작업이 미리 결정되고, 프로세스는 쉽게 자동화될 수 있다.

일부 상황들에서, 대상물들의 콜렉션의 자동화된 처리에는 복잡하고 어려운 애로사항이 남아 있다. 상이한 대상물 타입을 포함하는 대상물의 콜렉션이 조합되고, 각각의 대상물 타입이 다른 대상물 타입과 다르게 처리되어야 하는 시나리오를 고려한다. 제조 동작 중에, 동일한 타입의 컴포넌트들의 균일한 콜렉션을 포함하는 대상물의 콜렉션이 수용될 수 있다(예를 들어, 출하). 다른 시나리오에서는, 상이한 대상물 타입을 포함하는 대상물의 콜렉션이 수용될 수 있고, 각각의 대상물 타입은 다른 대상물 타입과 다르게 처리되어야 한다. 따라서, 로봇 암을 위한 툴 변경기가 개발되어 왔다.

방법은, 대상물들의 세트를 로봇 암의 작업공간 내에 수용하는 단계; 대상물들의 세트에 관련된 정보를 수집하는 단계 - 상기 정보는 상기 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 특성을 포함함 -; 수집된 정보 및 상기 개별 대상물의 특성에 기반하여, 상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 단계 - 상기 제 1 최적 순서는 적어도 상기 제 1 최적 순서의 제 1 픽(pick) 및 상기 제 1 최적 순서의 제 1 픽 이후에 수행될 상기 제 1 최적 순서의 제 2 픽을 특정함 -; 상기 제 1 최적 순서의 제 1 픽을 수행하는 단계; 상기 제 1 최적 순서의 제 1 픽을 수행한 이후 그리고 상기 제 1 최적 순서의 제 2 픽을 수행하기 이전에, 상기 대상물들의 세트에 관련된 추가 정보를 수집하는 단계 - 상기 추가 정보는 상기 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 업데이트된 특성을 포함함 -; 수집된 추가 정보 및 상기 개별 대상물의 업데이트된 특성에 기반하여, 상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 2 최적 순서를 결정하는 단계 - 상기 제 2 최적 순서는 적어도 상기 제 1 최적 순서의 제 1 픽 이후에 수행될 상기 제 2 최적 순서의 제 1 픽을 특정하고, 상기 제 2 최적 순서는 상기 제 1 최적 순서의 잔여 부분과 다름 -; 및 상기 제 2 최적 순서의 제 1 픽을 수행하는 단계를 포함하는 것으로 요약될 수 있다.

상기 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 특성은, 개별 대상물의 대상물 타입, 개별 대상물의 치수, 개별 대상물의 위치, 개별 대상물의 배향, 및/또는 개별 대상물의 강성 및 다공성을 포함할 수 있다. 상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 단계는, 상기 로봇 암의 원단부에 커플링된 복수 개의 상이한 툴 각각을 사용하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 단계는, 상기 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 패키징 타입 및 형상에 기반할 수 있다.

상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 단계는, 상기 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 복수 개의 후보 픽을 식별하는 것을 포함할 수 있고, 각각의 후보 픽은 특정 대상물을 특정 위치에서 특정 툴로 픽업하는 동작을 특정한다. 상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 단계는, 상기 후보 픽들에 점수를 부여하고 순위를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 상기 점수를 부여하고 순위를 결정하는 것은 상기 후보 픽들 각각이 성공할 우도에 기반할 수 있다. 상기 점수를 부여하고 순위를 결정하는 것은, 상기 대상물의 표면의 중심에 가까운 대상물을 픽업하는 것을 포함하는 픽에 더 큰 성공 우도를 할당하는 것을 포함할 수 있다. 상기 점수를 부여하고 순위를 결정하는 것은, 상기 대상물의 무게중심에 가까운 대상물을 픽업하는 것을 포함하는 픽에 더 큰 성공 우도를 할당하는 것을 포함할 수 있다. 상기 점수를 부여하고 순위를 결정하는 것은, 다른 대상물과 중첩하는 위치에 있는 대상물을 픽업하는 것을 포함하는 픽에 더 적은 성공 우도를 할당하는 것을 포함할 수 있다. 상기 점수를 부여하고 순위를 결정하는 것은, 식별 정보를 포함하는 위치에 있는 대상물을 픽업하는 것을 포함하는 픽에 더 적은 성공 우도를 할당하는 것을 포함할 수 있다.

상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 단계는, 픽들 각각이 상기 대상물들의 세트에 관련된 추가 정보를 표출할 우도에 기반할 수 있다. 상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 단계는, 픽들 각각이 상기 대상물들의 세트에 관련된 상기 수집된 정보를 변경할 우도에 기반할 수 있다. 상기 제 1 최적 순서 또는 상기 제 2 최적 순서는 상기 대상물들의 세트에 관련된 이력 정보를 처리하는 학습 알고리즘을 사용하여 결정될 수 있다.

로봇 시스템은, 원단부를 가지는 로봇 암, 근단부 및 원단부를 가지는 툴 변경기 - 상기 툴 변경기의 근단부는 상기 로봇 암의 원단부에 커플링되고, 상기 툴 변경기의 원단부는 근위 결속 플레이트를 포함함 -, 및 근단부를 가지는 툴 - 상기 툴의 근단부는 상기 툴 변경기의 근위 결속 플레이트에 커플링된 원위 결속 플레이트를 포함함 -을 포함하고, 상기 툴 변경기는 상기 근위 결속 플레이트 내에 임베딩된 근위 자석을 포함하며, 상기 툴은 상기 원위 결속 플레이트 내에 임베딩된 원위 자석을 포함하고, 상기 근위 자석은 상기 원위 자석과 결속되는 것으로 요약될 수 있다. 상기 근위 결속 플레이트의 원단부는 원뿔대(truncated circular cone)를 포함하는 전체 형상을 가지는 함요부를 포함할 수 있고, 상기 원위 결속 플레이트의 근단부는 원뿔대를 포함하는 전체 형상을 가질 수 있다.

도 1은 로봇 암을 위한 툴 변경기의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 툴 변경기의 다른 사시도를 도시한다.
도 3은 도 1의 툴 변경기의 다른 사시도를 도시한다.
도 4는 도 1의 툴 변경기의 하우징 컴포넌트를 도시한다.
도 5는 도 1에 예시된 툴 변경기의 근위 결속 컴포넌트를 도시한다.
도 6은 도 1에 예시된 툴 변경기의 근위 결속 플레이트를 도시한다.
도 7은 도 1에 예시된 툴 변경기의 자석 및 기계식 체결구를 도시한다.
도 8은 도 5의 근위 결속 컴포넌트와 결속하도록 구성된 툴의 원위 결속 컴포넌트를 도시한다.
도 9는 도 6의 근위 결속 플레이트와 결속하도록 구성된 도 8의 원위 결속 컴포넌트의 원위 결속 플레이트를 도시한다.
도 10은 도 1에 예시된 툴 변경기와 함께 사용하기 위한 툴 홀더의 사시도를 도시한다.
도 11은 도 10의 툴 홀더의 상면도를 도시한다.
도 12는 로봇 암, 툴 변경기, 및 툴을 포함하는 로봇 시스템을 작동시키는 방법을 도시한다.
도 13은 컴퓨터 시스템을 도시한다.

개시된 다양한 실시형태의 완전한 이해를 제공하기 위하여, 후속하는 설명은 첨부 도면과 함께 구체적인 특정 세부내용들을 진술한다. 그러나, 당업자는 개시된 실시형태가 이러한 구체적인 세부내용들 중 하나 이상이 없이, 또는 다른 방법, 컴포넌트, 디바이스, 재료 등과 함께 다양한 조합으로 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 다른 경우에, 통신 시스템 및 네트워크 및 환경을 비한정적으로 포함하는 본 발명의 환경과 연관된 주지된 구조체 또는 컴포넌트는, 실시형태들의 설명을 불필요하게 방해하는 것을 피하기 위해서 도시되거나 설명되지 않았다. 또한, 다양한 실시형태들은 방법, 시스템, 매체, 또는 디바이스일 수 있다. 따라서, 다양한 실시형태들은 전체적으로 하드웨어 실시형태이거나, 전체적으로 소프트웨어 실시형태이거나, 소프트웨어 및 하드웨어 양태를 결합하는 실시형태일 수 있다.

상세한 설명, 청구 범위, 및 도면 전체에서, 다음 용어들은 문맥상 명백하게 그렇지 않은 경우를 제외하고는 본 명세서에서 명시적으로 연관된 의미를 가진다. "본 명세서에서"라는 용어는 본 출원과 연관된 상세한 설명, 청구 범위, 및 도면을 가리킨다. "일 실시형태에서", "다른 실시형태에서", "다양한 실시형태들에서", "일부 실시형태들에서", "다른 실시형태들에서", 및 그 파생어의 어구들은 본 발명의 하나 이상의 특징, 구조체, 기능, 한정, 또는 특성을 가리키고, 문맥상 명백하게 그렇지 않은 경우를 제외하고는 동일하거나 상이한 실시형태로 한정되지 않는다. 본 명세서에서 사용될 때, "또는"이라는 용어는 포함형 "또는" 연산자이고, "A 또는 B, 또는 양자 모두" 또는 "A 또는 B 또는 C, 또는 이들의 임의의 조합"이라는 어구와 균등하며, 추가적인 요소를 가지는 목록들도 유사하게 처리된다. "기반하여"라는 용어는 배타적이지 않고, 문맥상 명백하게 그렇지 않은 경우를 제외하고는 설명되지 않은 추가적인 특징, 기능, 양태, 또는 한정에 기반하는 것을 허용한다. 또한, 명세서 전체에서, "하나(a)", "하나의(an)", 및 "그(the)"의 의미는 단소 및 복수의 레퍼런스를 포함한다.

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "세트"(예를 들어, "아이템들의 세트 ")는 그렇지 않다고 표시되거나 문맥에 배치되지 않는 한, 하나 이상의 원소 또는 인스턴스를 포함하는 공집합이 아닌 콜렉션으로서 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "근위(proximal)" 및 "원위(distal)"는, 문맥상 그렇지 않은 경우를 제외하고는 로봇 암 시스템에 대한 그들의 보통의 의미를 가진다. 예를 들어, "근위"는 일반적으로, 로봇 암 시스템의 길이를 따라서 바닥 또는 다른 강한 대상물에 단단하게 장착된 로봇 암 시스템의 베이스에 더 가까운 것을 의미하고, "원위"는 일반적으로, 로봇 암 시스템의 길이를 따라서 로봇 암 시스템의 베이스로부터 더 먼 것을 의미한다.

도 1 내지 도 3은 로봇 암과 함께 사용하기 위한 툴 변경기(102) 및 암 단부 툴링(end of arm tooling; EOAT) 또는 툴(104)을 포함하는 시스템(100)을 도시한다. 시스템(100)은 시스템(100)의 근위부를 형성하는 툴 변경기(102)를 포함하는데, 이것은 그 근단부에서 상업적으로 구입가능한 표준 로봇 암의 말단 원단부에 커플링되도록 구성되고, 그 근단부에 반대인 그 원단부에서 다양한 상이한 툴 또는 다른 암-단부 툴링(EOAT) 디바이스 중 임의의 하나, 예컨대 툴(104)에 커플링되도록 구성된다. 툴 변경기(102)는 다양한 상이한 툴 각각을, 예컨대 한번에 하나씩 또는 차례대로 로봇 암에 커플링하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 툴(104)의 동작이 완료되면 툴 변경기(102)는 툴(104)로부터 단절 또는 디커플링될 수 있고, 상이한 툴에 연결되거나 커플링될 수 있다. 툴 변경기(102)는 툴(104)을 포함하여 자신에 커플링된 툴의 동작에 관련된 다른 기능을 수행하도록 더 구성된다.

시스템(100)은, 로봇 암의 작업 환경 내에 있는 작업편에 작업 또는 동작을 수행하도록 구성되고, 그 근단부에서 툴 변경기(102)의 원단부, 및 이를 통하여 상업적으로 구입가능한 표준 로봇 암에 커플링되도록 구성되는, 시스템(100)의 원위부를 형성하는 툴(104)을 포함한다. 툴(104)은 툴 변경기(102)의 원단부에 커플링되거나 연결되고, 예컨대 상이한 툴이 거기에 커플링되게 하기 위하여 툴 변경기(102)의 원단부로부터 비커플링되거나 단절되도록 구성된다. 툴(104)은 그 개략적으로 평면인 표면에 석션을 인가함으로써 작업편을 파지 및/또는 조작하도록 구성된 석션-기반 그리퍼이다. 일부 구현형태들에서, 툴(104) 및 공압식 지지 툴(104)은 적어도 4 또는 적어도 5 바의 음압(대기압에 대하여)을 인가하도록 구성될 수 있고, 적어도 분당 5 표준 입방 피트의 공긴의 공압 유량을 제공하도록 구성될 수 있다.

본 명세서에서 언급되는 그 외의 다른 툴은, 당업계에 공지된 임의의 타입의 툴, 예컨대 기계식 로봇 그리퍼 또는 핑거, 2-조오, 3-조오, 콜렛(collet) 및 확장 맨드럴, O-링, 니들, 다수의 핑거, 적응형 핑거, 벨로우즈, 블래더, 전자석 및 자석, 정전기력 디바이스, 관절형 핑거 및 손바닥이 있는 인간형 손, 스크류드라이버, 해머, 톱, 말렛(mallets), 렌치, 및 센서, 예컨대 카메라 및 이미징 디바이스, 열 센서, 중량 센서 및 압박 게이지를 포함할 수 있고, 작업편 상에 스프레이, 도포, 코팅 등이 될 수 있는 가스, 액체, 페인트, 또는 다른 재료에 유체 연결될 수 있다. 일부 구현형태들에서, 로봇 암 또는 로봇 암에 커플링된 카메라 또는 스캐너가 식별자의 이미지를 캡쳐할 수 있어서, 툴 변경기(102)의 단부에 부착된 툴(104)이 식별되고 툴 변경기(102)와 함께 사용되기 위한 다른 툴로부터 구별될 수 있도록, 툴(104)은 바코드, QR(quick-response) 코드, 매트릭스 코드, 시리얼 번호, 또는 그 외부에 인쇄되거나 부착된 다른 식별자를 가질 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 툴 변경기(102)는 그 근단부에서 하우징(106)의 일부를 포함하는데, 이것은 로봇 암에 직접 커플링되도록 구성되고, 본 명세서의 다른 곳에서 더 자세하게 설명된다. 또한, 도 1 내지 도 3은 툴 변경기(102)가, 툴(104)의 상보적인 원위 결속 플레이트와 결속되고 커플링되도록 구성되고 본 명세서의 다른 곳에서 더 자세하게 설명되는 근위 결속 플레이트(108)를 포함하는 것을 예시한다. 또한, 도 1 내지 도 3은 툴(104)이, 툴 변경기(102)의 근위 결속 플레이트(108)와 결속되고 커플링되도록 구성되고 본 명세서의 다른 곳에서 더 자세하게 설명되는 원위 결속 플레이트(110)를 포함하는 것을 예시한다. 또한, 도 1 내지 도 3은 툴(104)이 석션을 통해서 툴(104)에 의해서 작동되고 있는 작업편과 결속하거나 커플링되도록 구성된 벨로우즈-타입 석션 컵(112)을 포함하는 것을 예시한다.

도 4는 툴 변경기(102)의 잔여 부분으로부터 분리되고 도 1 내지 도 3 보다 큰 스케일인 툴 변경기(102)의 하우징(106)의 일부의 사시도를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(106)의 일부는 그 근단부에서 평면형 단부 벽을 포함하는데, 이것은 툴 변경기(102)가 커플링된 로봇 암의 상보적인 베어링 표면에 직접 닿고 직접 결속되도록 구성된다. 도 4에 추가적으로 도시된 바와 같이, 하우징(106)의 일부의 평면형 단부 벽은 그 안에 배열된 볼트 홀의 패턴을 포함하는데, 여기에서 볼트 홀의 패턴은 로봇 암의 베어링 표면 내의 볼트 홀의 패턴과 대응하거나, 매칭되거나, 상보적일 수 있다. 이러한 패턴은 로봇 암의 제조사에 의하여, 예컨대 FANUC 또는 ABB에 의해서 규정될 수 있다. 그러므로, 하우징(106)의 일부, 및 툴 변경기(102) 및 툴(104)의 잔여 부분은 이러한 볼트 홀을 통과하여 그리고 로봇 암의 말단 원단부 내로 연장되는 볼트들의 세트에 의해서 로봇 암에 단단하게 커플링될 수 있다.

도 4에 추가적으로 도시된 바와 같이, 하우징(106)의 일부는 원형 개구 또는 애퍼쳐(114)를 포함한다. 툴 변경기(102)가 로봇 암에 커플링되고 사용되면, 도관 또는 다른 튜브가 그 안에 고정되고 애퍼쳐(114)를 통해서 연장될 수 있다. 이러한 도관은 케이블, 와이어, 또는 다른 도관을 툴 변경기(102)의 외부로부터 툴 변경기(102)의 내부로 운반할 수 있다. 예를 들어, 예컨대 툴 변경기(102) 및/또는 툴(104)를 위한 파워 및/또는 통신 능력을 제공하기 위하여, 이러한 도관은 복수 개의 전자 케이블을 운반할 수 있다. 다른 예로서, 예컨대 툴 변경기(102) 및/또는 툴(104)을 위한 파워 및/또는 통신 능력을 제공하기 위하여, 이러한 도관은 복수 개의 유압식 및/또는 공압 도관을 더 운반할 수 있다. 따라서, 이러한 도관은 이러한 케이블 및/또는 도관을 밀봉하고 보호할 수 있고, 애퍼쳐(114) 내에서 제자리에 고정되어, 그 안에서 운반되는 케이블 및/또는 도관이 로봇 암, 툴 변경기(102), 및/또는 툴(104)의 동작과 간섭하지 않게 하는 것을 보장할 수 있다.

도 5는 툴 변경기(102)의 근위 결속 컴포넌트를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 툴 변경기(102)는 근위 결속 플레이트(108)를 포함하고, 이것은 툴(104)의 상보적인 원위 결속 플레이트(110)와 결속되거나 커플링되도록 구성된다. 도 5에 추가적으로 도시된 바와 같이, 근위 결속 플레이트(108)는 그 멀리 바라보는 표면 내에 임베딩되고 각각의 복수의 스크류 또는 다른 체결구(118)에 의해서 고정된 복수 개의, 예를 들어 네 개의 자석(116)을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 자석(116)은 영구자석, 강자석, 전자석, 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 타입의 자석일 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 예를 들어 자석(116)이 그 기하학적 중심이 근위 결속 플레이트(108)의 중심에 있는 정사각형 형상으로 배치되도록, 복수 개의 자석(116) 및 각각의 스크류(118)는 근위 결속 플레이트(108)의 중심 주위에서 서로 동일하게 이격될 수 있다.

도 5에 추가적으로 도시된 바와 같이, 근위 결속 플레이트(108)의 외면의 직경이 근위 결속 플레이트(108)의 길이 또는 두께를 따라서 일정하거나 실질적으로 일정하도록, 근위 결속 플레이트(108)는 근위-원위 축을 따라 바라볼 때 전체적으로 원형 형상 및 전체적으로 원통형 외부 프로파일을 가진다. 근위 결속 플레이트(108)의 멀리 바라보는 단부면의 전체적인 원형 형상의 외부 주연부 또는 에지에서, 근위 결속 플레이트(108)는 근위 결속 플레이트(108)의 원형 형상 주위에서 모든 방향으로 연장되고 그 안에 자석(116)이 임베딩된 근위 결속 플레이트(108)의 부분을 경계짓거나 그 주위에서 완전하게 연장되는 상승형 림(120)을 포함한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상승형 림(120)을 근위 결속 플레이트(108)의 단면도에서 바라보면, 상승형 림(120)은 근위 결속 플레이트(108) 전체의 전체 원통형 외부 프로파일과 높이가 같거나 일치하는 외면, 및 외면으로부터 그 안에 자석(116)이 임베딩된 평면형 표면을 향해서 내향적으로 경사를 가지거나 각도를 이루면서 연장되는 경사형 내면을 가진다. 따라서, 근위 결속 플레이트(108)의 원단부는 원뿔대를 포함하는 전체 형상을 가지는, 그 안에 형성된 함요부를 가진다.

도 5에 추가적으로 도시된 바와 같이, 툴 변경기(102)는 그 근위면으로부터 그 원위면으로 근위 결속 플레이트(108)를 통해 연장되는 콘택 센서(122)의 쌍을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 콘택 센서(122)는 다른 대상물과 접촉할 때에 콘택 센서(122)가 다른 대상물과 접촉했다는 것을 표시하는 신호를 생성하도록 눌릴 수 있는 각각의 버튼을 그 말단 원단부에서 가질 수 있다. 도 6은 자석(116) 및 스크류(118)를 수용하기 위한 함요부 및 콘택 센서(122)를 수용하기 위한 애퍼쳐를 표출하기 위해서 다른 컴포넌트가 제거된 근위 결속 플레이트(108)를 도시한다. 도 7은 그 추가적인 피쳐를 예시하기 위해서 도시하기 위하여 근위 결속 플레이트(108)의 컴포넌트 중 나머지로부터 분리된 자석(116) 중 하나 및 스크류(118) 중 하나를 도시한다.

도 8은 툴(104) 및 툴(104)의 원위 결속 컴포넌트를 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 툴(104)은 원위 결속 플레이트(110)를 포함하고, 이것은 툴 변경기(102)의 상보적인 근위 결속 플레이트(108)와 결속되거나 커플링되도록 구성된다. 도 8에 추가적으로 도시된 바와 같이, 툴(104)은 그 가까이 바라보는 표면 내에 임베딩되고 각각의 복수의 스크류 또는 다른 체결구(118)에 의해서 고정된 복수 개의, 예를 들어 네 개의 자석(116)을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 자석(116)은 영구자석, 강자석, 전자석, 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 타입의 자석일 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 예를 들어 자석(116)이 그 기하학적 중심이 원위 결속 플레이트(110)의 중심에 있는 정사각형 형상으로 배치되도록, 복수 개의 자석(116) 및 각각의 스크류(118)는 원위 결속 플레이트(110)의 중심 주위에서 서로 동일하게 이격될 수 있다. 원위 결속 플레이트(110)의 자석(116)의 배열의 정방형 형상은 근위 결속 플레이트(108)의 자석(116)의 배열의 정방형 형상과 대응하거나 동일할 수 있다.

도 8에 추가적으로 도시된 바와 같이, 원위 결속 플레이트(110)가 그렇지 않으면 그의 원통형 외면 내로 내향 연장되는 원주 홈(124)을 포함한다는 것을 제외하고는 원위 결속 플레이트(110)의 외면의 직경이 원위 결속 플레이트(110)의 길이를 따라서 일정하거나 실질적으로 일정하도록, 원위 결속 플레이트(110)는 근위-원위 축을 따라 바라볼 때 전체적으로 원형 형상 및 전체적으로 원통형 외부 프로파일을 가진다. 원위 결속 플레이트(110)의 멀리 바라보는 단부면의 전체적인 원형 형상의 외부 주연부 또는 에지에서, 원위 결속 플레이트(110)는 원위 결속 플레이트(110)의 원형 형상 주위에서 모든 방향으로 연장되고 그 안에 자석(116)이 임베딩된 원위 결속 플레이트(110)의 일부를 경계짓거나 그 주위에서 완전하게 연장되는 모따기 코너(chamfered corner; 126)를 포함한다. 따라서, 원위 결속 플레이트(110)의 근단부는 원뿔대를 포함하는 전체 형상을 가진다. 도 9는 자석(116) 및 스크류(118)를 수용하기 위한 함요부를 표출하도록 다른 컴포넌트가 제거된 원위 결속 플레이트(110)를 예시한다.

일부 실시형태들에서, 툴(104)과 같은 툴은 임의의 공차를 수용하기 위하여, 그 파지 또는 다른 콘택 표면 상에 유연성 또는 순응성(compliance) 또는 유연한 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 피쳐는 툴이 깊이 오차를 보상하거나 작업편에 가해지는 손상을 완화시킬 수 있게 할 수 있다. 이러한 유연한 요소는 탄력적이고 소프트한(또는 부분적으로 소프트힌) 컴포넌트로 제작될 수 있고, 비한정적으로, 쿠션, 폼(foam), 고무, 탄성중합체, 실리콘 등으로부터 선택된 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시형태들에서, 이러한 유연한 요소는 그들의 크기, 스티프니스 및/또는 치수가 공압, 유압식, 가스, 또는 유체 펌프를 통해서 변하고 제어될 수 있도록, 팽창가능하고, 채워질 수 있으며, 및/또는 확장가능할 수 있다. 예를 들어, 시스템은, 특정 작업편을 최적으로 파지하기 위해서, 강화 또는 재귀 학습("recursive learning(RL)"), 기계 학습("machine learning(ML)"), 또는, 강화 학습, 재귀 학습, 기계 학습, 인공 지능, 퍼지 로직, 신경 네트워크 등을 포함하는 임의의 알고리즘, 시스템, 또는 프로세스를 포함하는 임의의 다른 학습 메커니즘 또는 기법을 통하여, 툴이 특정한 스티프니스 또는 변형성을 요구한다고 결정할 수 있다. 그러므로, 이러한 유연한 요소는 필요에 따라서 조절될 수 있다.

도 10 및 도 11은 그 안에 다섯 개의 상이한 툴이 보유된 툴 홀더(128)의 사시도 및 상면도를 각각 도시한다. 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 툴 홀더(128)는 재료의 단일 시트, 예컨대 그 안에 형성된 애퍼쳐 또는 볼트 홀(130)의 쌍을 가지는 시트 금속의 단일 조각을 포함할 수 있다. 툴 홀더(128)가 사용 중일 때에, 볼트 또는 다른 체결구는 볼트 홀(130)을 통해서 연장되어 툴 홀더(128)를 다른 구조체에 커플링하고, 툴 홀더(128)를 제자리에 홀딩하며, 및/또는 툴 홀더(128)를 로봇 암의 작업공간 내에서 주위로 이동시킬 수 있다. 도 10 및 도 11에 더 예시된 바와 같이, 툴 홀더(128)는 그 상단 에지 내에 형성된 복수 개의(예를 들어, 도시된 실시형태에서는 다섯 개의) 노치(132)를 더 가지는데, 이것은 툴(104)을 포함하는 각각의 툴을 툴 변경기(102)와 함께 사용하기 위해서 수용, 지지, 및 운반하도록 구성될 수 있다.

일부 실시형태들에서, 로봇 암의 작업공간은 툴 홀더(128)에 대해서 설명된 피쳐를 각각 가지는 여러 개의 툴 홀더를 포함할 수 있는데, 이들은 로봇 암이 필요할 경우에 상당한 이동 시간을 요구하지 않으면서 툴 홀더에 신속하고 용이하게 도달할 수 있도록 로봇 암의 작업공간 주위의 다양한 위치에 최적으로 배치될 수 있다. 다른 실시형태에서, 툴 홀더 자체는 별개의 로봇 암, 콘베이어 벨트, 트랙 등 위에 장착될 수 있는데, 이러한 경우에 툴 홀더는 로봇 암 쪽으로 이동될 수 있다. 또 다른 실시형태에서는, 이러한 디바이스들이 신속하고 효율적인 방식으로 서로를 향해서 이동될 수 있도록 로봇 암 및 툴 홀더 양자 모두가 이동가능할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 로봇 암은 툴 홀더(128)에 대해서 본 명세서에서 설명된 피쳐를 포함하는 내장 툴 홀더를 포함할 수 있다. 툴은 필요할 때에 이러한 툴 홀더(128)로부터 선택적으로 전개되고 수축될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 툴 홀더(128)는 교체될 수 있도록 로봇 암으로부터 분리가능할 수 있다. 예를 들어, 제 1 툴 홀더는 복수 개의 상이한 석션-타입 툴(예를 들어, 상이한 크기 또는 용량의 석션-타입 툴)을 홀딩하도록 구성될 수 있고, 제 2 툴 홀더는 복수 개의 상이한 핑거- 또는 조오-타입 툴(예를 들어, 상이한 크기 또는 용량의 핑거-타입 또는 조오-타입 툴)을 홀딩하도록 구성될 수 있다.

툴 변경기(102)를 사용하는 방법에서, 본 명세서에서 설명되는 피쳐들 중 임의의 것을 각각 포함할 수 있는 툴(104) 및 복수 개의 추가적인 툴은 처음에 툴 홀더(128) 상에 장착될 수 있다. 예를 들어, 툴(104)은, 원주 홈(124)이 노치(132) 중 하나에 인접한 툴 홀더(128)의 시트 금속의 조각의 측면 또는 에지와 결속된 상태로 툴 홀더(128) 상에 장착될 수 있다. 따라서, 툴(104)은 중력에 의하여 툴 홀더(128)의 노치(132) 중 하나 내에 홀딩될 수 있고, 툴 홀더(128)의 노치(132)로부터 간단한 방식으로, 예컨대 툴(104)을 툴 홀더(128)에 대해서 상향으로 상승시킴으로써 제거될 수 있다. 툴 변경기(102)가 커플링된 로봇 암은 근위 결속 플레이트(108)의 원위 단부면이 원위 결속 플레이트(110)의 근위 단부면과 결속됨으로써, 근위 결속 플레이트(108) 내에 임베딩된 자석(116)이 원위 결속 플레이트(110) 내에 임베딩된 자석(116)과 결속되어, 원위 결속 플레이트의 원뿔대가 근위 결속 플레이트의 단부에 있고 툴 변경기(102) 상에서 툴(104)을 중심이 자동으로 맞춰지게 할 수 있는 원뿔대-형 함요부 내에 안착되고, 콘택 센서(122)가 활성화될 때까지 툴 변경기(102)를 조작할 수 있다.

그러면, 로봇 암은 툴 변경기(102) 및 툴 변경기에 커플링된 툴(104)을 조작하여, 로봇 암의 작업공간 내의 하나 이상의 작업편에 툴(104)과 함께 이루어지는 이러한 동작이 완료될 때까지 작업을 수행할 수 있다. 그러면, 로봇 암은 툴(104)이 툴 홀더(128) 상에 다시 안착될 때까지 툴 변경기(102) 및 툴(104)을 조작할 수 있다. 그러면, 로봇 암은 근위 결속 플레이트(108)의 원위 단부면이 툴들 중 다른 하나의 원위 결속 플레이트의 근위 단부면과 결속될 때까지 툴 변경기(102)를 조작하고, 그 후에 툴 변경기(102) 및 툴 변경기에 커플링된 툴을 조작하여 로봇 암의 작업공간 내의 하나 이상의 작업편에 툴과 함께 이루어지는 이러한 동작이 완료될 때까지 작업을 수행할 수 있다. 그러면, 로봇 암은 툴이 툴 홀더(128) 상에 다시 안착될 때까지 툴 변경기(102) 및 툴을 조작할 수 있다. 이러한 동작은 수행될 모든 동작이 완료될 때까지 반복될 수 있다. 일부 구현형태들에서, 본 명세서에서 설명되는 피쳐들은 툴 변경기(102)에 커플링된 툴을 2초당 적어도 한 번의 평균 속도로 변경할 수 있다.

로봇 암, 툴 변경기(102), 및 툴(104)을 포함하는 복수 개의 툴을 작동시키는 방법은, 작업공간 내의 작업편 상에 이루어지는 작업 중에 사용되기 위한 툴을 즉시 선택하는 것, 또는 툴들이 사용될 순서를 툴들 중 첫 번째 것이 작업공간 내의 제 1 작업편에 작업하기 위해서 사용된 이후에 수신된 정보에 기반하여 업데이트하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 로봇 암, 툴 변경기(102), 및 툴(104)을 포함하는 복수 개의 툴을 포함하는 정렬 시스템은, 예컨대 작업공간 내에 있고 정렬 빈 내에서 정렬될 대상물들일 수 있는 다양한 작업편을 검출 및 식별하여 작업편들 각각의 대상물 클래스 또는 타입을 검출하고, 작업편들 각각에 대한 패키징 타입 또는 클래스를 검출하며, 작업편들 각각에 대한 재료 타입 또는 클래스를 검출하고, 및/또는 작업편들 각각의 다공성 또는 작업편들 각각에 대한 패키징을 검출하기 위하여, 시스템이 그 안에서 동작하고 있는 작업공간 및 그 안의 다양한 작업편에 관련된 정보를 캡쳐 및 기록하기 위해서 사용될 수 있는 무게 센서, 트랜스듀서, 이미징 시스템, 카메라, 스캐너 등을 포함하는 다양한 센서를 포함할 수 있다.

이러한 정보는 툴들을 상이한 순서로 사용하는 효율을 결정하고 평가하기 위해서 사용될 수 있고, 이러한 정보는 작업공간 내의 작업편 중 하나 상의 모든 동작 이후에 업데이트되어 툴들이 사용될 순서를 정제하거나 변경할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 센서를 사용하여 작업공간 내의 복수 개의 작업편의 초기 상태에 관련된 정보를 수집할 수 있다. 이것은, 석션 그리퍼(예를 들어, 평면 표면이 있는 강성 대상물), 핑거 그리퍼(예를 들어, 폴리백(polybag) 내에 보관된 가요성 대상물), 또는 다른 툴에 의해서 픽업될 수 있는 작업편 및 픽업될 수 없거나 픽업하기가 어렵거나, 다른 이유로 피해야 하는 작업편을 식별하는 것을 포함할 수 있다. 그러면, 시스템은 센서에 의해 제공된 정보를 사용하여, 작업편이 석션 그리퍼 또는 핑거 그리퍼와 같은 툴에 의해서 픽업될 수 있는 방식을 식별할 수 있는데, 이것은 석션 그리퍼가 부착될 수 있는 강성 작업편 상의 위치 또는 핑거 그리퍼들의 세트가 작업편을 파지할 수 있는 가요성 작업편 상의 위치를 식별하는 것을 포함할 수 있다.

그러면, 정렬 시스템은 작업편의 후보 "픽(pick)"을 식별할 수 있는데, 여기에서 "픽"은 특정한 위치에 있는 작업편을 특정한 툴로 픽업한 후에, 예컨대 픽업이 성공할 가능성이 얼마나 있는지에 기반하여 "픽들"에게 점수를 부여하고 및/또는 순위를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 이렇게 점수를 부여하는 것은, 작업편의 표면의 중심 근처 및/또는 작업편의 무게중심 근처의 작업편을 픽업하는 것을 포함하는 픽에 더 큰 성공 우도를 할당할 수 있고, 다른 작업편과 중첩되는 위치에 있거나 작업편에 대한 바코드 또는 다른 텍스트 또는 식별 정보를 포함하는 위치에 있는 작업편을 픽업하는 것을 포함하는 픽에 더 적은 성공 우도를 할당할 수 있다. 이제 식별된 후보 픽 중에서, 시스템은 픽을 실행할 최적이거나 가장 효율적인 순서를 계산하거나 다른 방식으로 결정할 수 있는데, 이것은 각각의 잠재적인 순서로 픽들을 실행하기 위해서 필요한 로봇 암의 이동, 각각의 잠재적인 순서로 픽들을 실행하기 위하여 필요한 툴 변경의 횟수, 및 각각의 대상물이 성공적으로 픽업되면 해당 대상물을 제공(즉, 의도된 목적지에서 방출함)하기 위해서 필요한 로봇 암의 이동에 적어도 부분적으로 기반할 수 있다. 일 예로서, 시스템은, 툴들을 교체하는 것의 비용이 많아서 현재의 툴과 함께 실행될 후보 픽에 열악한 점수가 매겨진 이후에도, 해당 툴을 사용한 동작을 계속하는 것이 더 효율적일 수 있다는 것을 인식할 수 있다.

시스템은 센서에 의해 제공된 정보에 기반하여, 픽들이 실행될 수 있는 제 1 순서, 및 따라서 툴들이 사용될 수 있는 제 1 순서가 최적이거나 가장 효율적인 순서라고 결정하고, 그러면 시스템은 툴들 중 첫 번째 것, 예컨대 툴(104)을 툴 변경기(102)에 커플링하고, 작업 공간 내의 작업편 상에 툴(104)을 가지고 결정된 순서로 작업을 수행함으로써 작업을 시작할 수 있다. 그러나, 이러한 동작은 픽이 실행될 수 있고 툴들이 사용될 수 있다는 최적이거나 가장 효율적인 순서를 변경하는 방식으로 환경을 변경할 수 있다. 예를 들어, 툴(104)이 제 1 작업편을 이동시키기 위하여 사용되면, 제 1 작업편의 이동은 이전에는 제 1 작업편에 의해서 차단되거나 블록되었던 다른 작업편, 또는 이전에는 이용가능하지 않았던 이러한 작업편에 관련된 정보를 표출시킬 수 있다. 이러한 상황에서는, 평가되고 시스템의 장래 동작 내에 포함될 새로운 잠재적인 픽이 존재할 수 있고, 픽들이 실행될 수 있고 툴들이 사용될 수 있는 최적 순서가 이에 상응하여 변경되거나 업데이트될 수 있다.

다른 예로서, 툴(104)이 제 1 작업편을 이동시키기 위하여 사용된다면, 제 1 작업편의 이동은 부수적으로 다른 작업편을 이동시키거나, 그렇지 않으면 시스템에 의해 정렬될 작업편들의 콜렉션의 상태를 변경할 수 있다. 이러한 상황에서는, 평가되고 시스템의 장래 동작 내에 포함될 새로운 잠재적인 픽이 존재할 수 있고, 및/또는 이전에 식별되고 점수가 부여된 픽이 더 이상 존재하지 않을 수 있으며, 픽들이 실행될 수 있고 툴들이 사용될 수 있는 최적 순서가 이에 상응하여 변경되거나 업데이트될 수 있다. 일부 구현형태들에서, 시스템은 어느 동작 또는 동작들의 세트 이전에, 그러한 동작이 추가적인 작업편 또는 그 일부, 또는 해당 작업편에 관련된 추가적 정보를 표출하거나, 추가적인 작업편을 이동시키거나, 그렇지 않으면 환경을 변경할 우도를 가진다고 결정할 수 있을 수 있다. 이러한 경우에, 시스템은 작업편 상에 작업하는 것 및/또는 툴을 사용하는 것의 최적이거나 가장 효율적인 순서를 결정할 때에, 이러한 정보를 사전에 사용할 수 있다.

하나의 추가적인 예에서, 정렬될 추가적인 대상물은 하나 이상의 픽이 수행된 이후에 로봇 암의 작업공간으로 공급될 수 있다. 이러한 상황에서는, 평가되고 시스템의 장래 동작 내에 포함될 새로운 잠재적인 픽이 존재할 것이고, 및/또는 이전에 식별되고 점수가 부여된 픽이 더 이상 존재하지 않을 수 있으며, 픽들이 실행될 수 있고 툴들이 사용될 수 있는 최적 순서가 이에 상응하여 변경되거나 업데이트될 수 있다.

도 12는 로봇 암, 툴 변경기, 및 복수 개의 툴을 포함하는 로봇식 정렬 시스템을 작동시키는 방법(150)의 하나의 예를 도시한다. 예를 들어, 방법(150)은 단계 152에서 로봇 암의 작업공간 내의 대상물들의 세트를 수용하는 것, 및 단계 154에서 대상물들의 세트에 관련된 정보를 수집하는 것을 포함할 수 있고, 이러한 정보는 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 특성을 포함한다. 이러한 방법은, 단계 156에서 수집된 정보 및 개별 대상물의 특성에 기반하여, 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 것을 더 포함할 수 있는데, 제 1 최적 순서는 적어도 제 1 최적 순서의 제 1 픽 및 상기 제 1 최적 순서의 제 1 픽 이후에 수행될 제 1 최적 순서의 제 2 픽을 규정한다. 이러한 방법은, 단계 158에서 제 1 최적 순서의 제 1 픽을 수행하는 것을 더 포함할 수 있다. 이러한 방법은, 단계 160에서, 제 1 최적 순서의 제 1 픽을 수행한 이후 그리고 제 1 최적 순서의 제 2 픽을 수행하기 이전에, 대상물들의 세트에 관련된 추가 정보를 수집하는 것을 더 포함할 수 있는데, 추가 정보는 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 업데이트된 특성을 포함한다. 이러한 방법은, 단계 162에서 수집된 추가 정보 및 개별 대상물의 업데이트된 특성에 기반하여, 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 2 최적 순서를 결정하는 것을 더 포함할 수 있고, 제 2 최적 순서는 적어도 제 1 최적 순서의 제 1 픽 이후에 수행될 제 2 최적 순서의 제 1 픽을 규정하며, 제 2 최적 순서는 제 1 최적 순서의 잔여 부분과 다르다. 마지막으로, 방법은 단계 164에서 제 2 최적 순서의 제 1 픽을 수행하는 것을 더 포함할 수 있다.

일부 구현형태들에서, 시간이 지남에 따라서, 시스템이 특정 타입, 크기, 또는 형상의 대상물이 언제 빈 내에 존재하는지에 기반하여 EOAT 변경을 지능적으로 예측하고, EOAT 변경을 즉시 수행하도록 로봇 암에게 사전에 명령하여 고장시간을 줄이고 시스템의 효율을 증가시킬 수 있도록, 시스템은 강화 또는 재귀 학습("recursive learning(RL)"), 다른 기계 학습("machine learning(ML)") 또는 인공 지능, 또는, 강화 학습, 재귀 학습, 기계 학습, 인공 지능, 퍼지 로직, 신경 네트워크 등을 포함하는 임의의 알고리즘, 시스템, 또는 프로세스를 포함하는 임의의 다른 학습 메커니즘 또는 기법과 함께 사용될 수 있다. 또한, 시간이 지남에 따라서, 각각의 대상물에 대해서 장래에 사용할 이상적/최적 EOAT를 결정하기 위하여, 시스템은 다양한 상이한 EOAT들의 사용에 관련된 데이터, 및 각각의 EOAT가 과거에 사용되었던 대응하는 대상물 또는 아이템 타입을 추적할 수 있다.

다른 실시형태에서, RL 및 ML 기법은 빈 내의 상이한 타입의 대상물들을 세그멘트화하기 위해서 사용될 수 있다. 시스템은 대상물의 상이한 그룹을, 그들의 특성(즉, 크기, 무게, 치수, 재료 등)에 기반하여 식별할 수 있다. 그러면, 시스템은 로봇 암에게 특정 EOAT에 의해 핸들링될 수 있는 모든 아이템(즉, 예를 들어 정방형 폴리백 또는 비-강성 대상물)을 분류/조작하도록 명령할 수 있다. 그러한 아이템들이 식별되면, 로봇 암은 EOAT를 교체하고, 그 후에 상이한 EOAT를 요구하는 아이템의 다른 그룹(즉, 예를 들어 직사각형 박스 또는 강성 대상물)을 정렬/조작하도록 명령될 수 있다. 따라서, 시스템은 대상물을 요구된 EOAT에 기반하여 식별하고, 후속하여 적절한 EOAT를 효율적으로 이용하여 그러한 대상물을 지능적으로 핸들링(즉, 제공, 수송, 이동 등)할 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 시스템은 정렬, 스캐닝, 및/또는 들어서 놓기(pick-and-place) 환경에서 사용될 수 있고, 대상물이 의류, 소비재, 상품 등을 포함하는 소매 공급망 창고 내에 구현될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 소매 공급망 세팅으로 한정되도록 의도되지 않고, 다양한 환경에서, 예컨대 조립 라인, 상품 처리 설비, 장비 제조 설비, 로봇 수술 시스템 등에서 활용될 수 있으며, 본 명세서에서 설명되는 툴에 의해 핸들링되는 대상물은 툴, 패키지, 편지, 통화, 식품류, 생물학적 시료, 반도체, 소비자 전자제품, 위험물 재료, 건축 재료, 자동차 부품 등을 포함할 수 있다.

도 13은 본 명세서에서 설명되는 피쳐들 중 임의의 것을 포함할 수 있는 컴퓨터 시스템(310) 및 로봇 시스템(306)의 개략도(200)를 도시한다. 로봇 시스템(306)은, 적어도 하나의 프로세서(204), 적어도 하나의 비-일시적 유형(tangible) 컴퓨터-판독가능 및 프로세서-판독가능 데이터 저장소(206), 및 적어도 하나의 프로세서(204) 및 적어도 하나의 비-일시적 유형 컴퓨터-판독가능 또는 프로세서-판독가능 데이터 저장소(206)가 통신하도록 커플링된 적어도 하나의 버스(208)를 포함하는 제어 서브시스템(202)을 포함할 수 있다.

적어도 하나의 프로세서(204)는 임의의 로직 처리 유닛, 예컨대 하나 이상의 마이크로프로세서, 중앙 처리 유닛(CPU), 디지털 신호 프로세서(DSP), 그래픽 처리 유닛(GPU), 주문형 집적회로(ASIC), 프로그래밍가능 게이트 어레이(PGA), 프로그래밍된 로직 유닛(PLU) 등일 수 있다. 적어도 하나의 프로세서(204)는 본 명세서에서 단수로 지칭되지만, 두 개 이상의 프로세서일 수도 있다.

로봇 시스템(306)은, 버스(들)(208)에 통신하도록 커플링된(예를 들어, 버스와 통신하는) 통신 서브시스템(210)을 포함할 수 있고, 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 네트워크(들)(207)와 같은 네트워크 또는 비-네트워크 통신 채널을 통하여 다른 시스템(예를 들어, 로봇 시스템(306) 외부의 시스템)과의 양방향 통신을 제공한다. 통신 서브시스템(210)은 하나 이상의 버퍼를 포함할 수 있다. 통신 서브시스템(210)은 로봇 시스템(306)에 대한 데이터, 예컨대 센서 정보 및 작동 정보를 수신하고 전송한다. 하나 이상의 네트워크(207)는 유선 및/또는 무선 네트워크, 근거리 네트워크(LAN), 메시 네트워크, 또는 본 명세서에서 설명되는 약물 및 정보를 이송하기에 적합한 다른 네트워크를 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 컴퓨터 시스템(310) 및 로봇 시스템(306)은 하나 이상의 네트워크(207)를 거쳐서 통신하지 않을 수도 있다.

통신 서브시스템(210)은 프로세서-판독가능 데이터, 및 프로세서-실행가능 명령의 양방향 통신에 영향을 주는 임의의 회로부, 예를 들어 라디오(예를 들어, 라디오 또는 마이크로파 주파수 송신기, 수신기, 송수신기), 통신 포트 및/또는 연관된 제어기일 수 있다. 적절한 통신 프로토콜은 FTP, HTTP, 웹 서비스, XML이 있는 SOAP, WI-FI 규격, 블루투스 규격, 셀룰러(예를 들어, GSM, CDMA) 등을 포함한다.

로봇 시스템(306)은 입력 서브시스템(212)을 포함할 수 있다. 구현형태들 임의의 것에서, 입력 서브시스템(212)은 로봇 시스템(306)의 조건 또는 상태, 및/또는 로봇 시스템(306)이 동작하는 환경의 조건을 측정하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 이러한 센서는 카메라 또는 다른 이미징 디바이스(예를 들어, 예를 들어 적외선 및 자외선을 포함하는 전자기 스펙트럼의 가시광 및/또는 비가시광 범위 내에서 반응함), 레이더, 소나, 터치 센서, 압력 센서, 로드 셀, 마이크로폰, 기상 센서, 화학 센서, 또는 기타 등등을 포함한다. 이러한 센서는 내부 센서, 압력 센서, 로드 셀, 압박 게이지, 진동 센서, 마이크로폰, 전류계, 전압계, 또는 기타 등등을 포함한다. 일부 구현형태들에서, 입력 서브시스템(212)은 위치 및/또는 배향 정보를 수신하기 위한 수신기를 포함한다. 예를 들어, GPS 데이터, 및 서브시스템(202)이 신호 내의 데이터에 기반하여 위치 측정치, 예컨대, 이동 시간, 신호 세기, 또는 위치 측정에 영향을 주는(예를 들어, 위치 측정을 하는) 다른 데이터를 생성하기 위한 두 개 이상의 시간 신호를 수신하기 위한 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 수신기이다. 또한, 예를 들어 하나 이상의 가속도계, 자이로스코프, 및/또는 고도계는 일축, 이축, 또는 삼축에서 관성 또는 방향성 데이터를 제공할 수 있다. 일부 구현형태들에서, 입력 서브시스템(212)은 자세를 나타내는 정보를 수신하기 위한 수신기를 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 가속도계 또는 하나 이상의 관성 측정 유닛은 서브시스템(202)이 위치 및 배향 측정치를 생성하도록 제어하기 위한 관성 또는 방향성 데이터를 일축, 이축, 또는 삼축에서 제공할 수 있다. 제어 서브시스템(202)은 본 명세서에서 설명되는 입력 서브시스템(212) 또는 조작 서브시스템으로부터 결합각(joint angle) 데이터를 수신할 수 있다.

로봇 시스템(306)은, 출력 디바이스, 예컨대, 스피커, 라이트, 및 디스플레이를 포함하는 출력 서브시스템(214)을 포함할 수 있다. 입력 서브시스템(212) 및 출력 서브시스템(214), 은 버스(들)(208)를 통하여 프로세서(들)(204)에 통신하도록 커플링된다.

로봇 시스템(306)은 로봇 시스템(306)을 물리적 공간 내에서 추진 또는 이동시키거나 그와 반응하는 동작 하드웨어(217), 예컨대 모터, 액츄에이터, 드라이브 트레인, 휠, 트랙, 트레드(tread) 등을 포함하는 추진 또는 동작 서브시스템(216)을 포함할 수 있다. 추진 또는 동작 서브시스템(216)은 추진 로봇 시스템(306)을 물리적 공간 내에서 추진시키기 위한 하나 이상의 모터, 솔레노이드 또는 다른 액츄에이터, 및 연관된 하드웨어(예를 들어, 드라이브 트레인, 휠(들), 트레드)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 추진 또는 동작 서브시스템(216)은 드라이브 트레인 및 휠을 포함할 수 있거나, 전기 모터를 통하여 독립적으로 동작가능한 레그부(leg)를 포함할 수 있다. 추진 또는 동작 서브시스템(216)은 모터들의 세트에 의해 인가되는 운동력의 결과로서 로봇 시스템(306)의 본체를 환경 내에서 이동시킬 수 있다.

로봇 시스템(306)은, 예를 들어 암(들) 및/또는 엔드-이펙터(들)가 동작 범위 내에서 이동하게 하도록 커플링되고 동작가능한 하나 이상의 암, 엔드-이펙터, 연관된 모터, 솔레노이드, 다른 액츄에이터, 기어, 링크, 드라이브-벨트 등을 포함하는 조작 서브시스템(218)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조작 서브시스템(218)은 환경 내의 대상물 또는 피쳐와 상호작용하기 위하여 로봇 암 또는 다른 디바이스가 동작하게 한다. 조작 서브시스템(218)은 버스(들)(208)를 통하여 프로세서(들)(204)에 통신하도록 커플링되는데, 이러한 통신은 양방향성 또는 단방향성일 수 있다.

로봇 시스템(306) 내의 컴포넌트는 변경, 결합, 분할, 생략, 또는 기타 등등이 될 수 있다. 예를 들어, 로봇 시스템(306)은 카메라의 쌍(예를 들어, 스테레오 쌍) 또는 복수 개의 마이크로폰을 포함할 수 있다. 로봇 시스템(306)은 조작 서브시스템(218)과 연관된 한 개, 두 개, 또는 세 개의 로봇 암 또는 조작기를 포함할 수 있다. 일부 구현형태들에서, 버스(들)(208)는 복수 개의 상이한 타입의 버스(예를 들어, 데이터 버스, 명령 버스, 전력 버스)를 포함한다. 예를 들어, 로봇 시스템(306)은 모듈식 계산 아키텍처를 포함할 수 있는데, 여기에서 계산 리소스 디바이스는 로봇 시스템(306)의 컴포넌트들에 걸쳐서 분산된다. 일부 구현형태들에서, 로봇(예를 들어, 로봇 시스템(306))은 본체 또는 그 프레임 내의 암 및 데이터 저장소 내에 프로세서를 가질 수 있다. 일부 구현형태들에서, 계산 리소스는 로봇 시스템(306)의 구조적 또는 기계식 컴포넌트들 사이의 틈새(interstitial) 공간 내에 위치된다.

적어도 하나의 데이터 저장소(206)는 적어도 하나의 비-일시적 또는 유형 저장소 디바이스를 포함한다. 적어도 하나의 데이터 저장소(206)는 두 개 이상의 별개의 비-일시적 저장소 디바이스를 포함할 수 있다. 데이터 저장소(206)는, 예를 들어 하나 이상의 휘발성 저장소 디바이스, 예를 들어 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및/또는 하나 이상의 비-휘발성 저장소 디바이스, 예를 들어 판독 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, 자기적 하드 디스크(HDD), 광학 디스크, 고상 디스크(SSD) 등을 포함할 수 있다. 당업자는 저장소가 다양한 비-일시적 구조체 내에, 예를 들어 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 하드 디스크 드라이브(HDD), 네트워크 드라이브, 플래시 메모리, 디지털 다기능 디스크(DVD), 임의의 다른 형태의 컴퓨터-판독가능 및 프로세서- 판독가능 메모리 또는 저장소 매체, 및/또는 이들의 조합 내에 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 저장소는 필요에 따라서 판독 전용이거나 읽기-쓰기 타입일 수 있다. 더 나아가, 휘발성 저장소 및 비-휘발성 저장소는 융합될 수 있고, 예를 들어 캐싱, 고상 드라이브를 하드 드라이브로서 사용하는 것, 메모리내 데이터 처리 등이 가능하다.

적어도 하나의 데이터 저장소(206)는 로봇 시스템(306) 또는 다른 디바이스의 동작과 연관된 프로세서-실행가능 명령 및/또는 프로세서-판독가능 데이터(220)를 포함하거나 저장한다. 여기에서, 프로세서-실행가능 명령 및/또는 프로세서-판독가능 데이터는 프로세서-실행가능 명령 및/또는 데이터라고 축약될 수 있다.

프로세서-실행가능 명령 및/또는 데이터(220)를 실행하면 적어도 하나의 프로세서(204)가, 예를 들어 동작 서브시스템(216) 또는 조작 서브시스템(218)을 통하여 다양한 방법 및 동작을 수행하게 된다. 프로세서(들)(204) 및/또는 제어 서브시스템(202)은 로봇 시스템(306)이 수신, 변환, 및 정보를 제공하는 것; 환경 내에서의 이동; 아이템의 조작; 및 센서로부터 데이터를 획득하는 것을 포함하는 다양한 방법 및 동작을 수행하게 할 수 있다. 프로세서-실행가능 명령 및/또는 데이터(220)는, 예를 들어 기본 입력/출력 시스템(BIOS)(222), 운영 체제(224), 드라이버(226), 통신 명령 및 데이터(228), 입력 명령 및 데이터(230), 출력 명령 및 데이터(232), 동작 명령 및 데이터(234), 및 실행 명령 및 데이터(236)를 포함할 수 있다.

예시적인 운영 체제(224)는 ANDROID^TM, LINUX®, 및 WINDOWS®를 포함한다. 드라이버(226)는 제어 서브시스템(202)이 로봇 시스템(306)의 회로부를 제어하게 하기 위한 프로세서-실행가능 명령 및/또는 데이터를 포함한다. 프로세서-실행가능 통신 명령 및/또는 데이터(228)는 로봇 시스템(306) 및 운영자 인터페이스, 단말기, 컴퓨터, 또는 기타 등등 사이에 통신을 구현하기 위한 프로세서-실행가능 명령 및/또는 데이터를 포함한다. 프로세서-실행가능 입력 명령 및/또는 데이터(230)는 로봇 시스템(306)이 입력 서브시스템(212) 내의 센서로부터의 입력을 처리하도록 유도한다. 프로세서-실행가능 입력 명령 및/또는 데이터(230)는 본 명세서에서 설명되는 방법을 부분적으로 구현한다.

프로세서-실행가능 출력 명령 및/또는 데이터(232)는 로봇 시스템(306)이 디스플레이하기 위한 정보를 나타내거나, 이를 변환하는 제어 신호를 생성하도록 유도한다. 실행의 결과로서, 프로세서-실행가능 동작 명령 및/또는 데이터(234)는 로봇 시스템(306)이 물리적 공간 내에서 이동하거나 및/또는 하나 이상의 아이템을 조작하게 한다. 실행의 결과로서, 프로세서-실행가능 동작 명령 및/또는 데이터(234)는 추진 또는 동작 서브시스템(216) 및/또는 조작 서브시스템(218) 내의 컴포넌트를 통해서 그 환경 내에서 이동하고 있는 로봇 시스템(306)을 유도할 수 있다. 실행의 결과로서, 프로세서-실행가능 실행 명령 및/또는 데이터(236)는 환경 내의 디바이스 및 센서에 대한 현재 애플리케이션 또는 태스크를 위해서 로봇 시스템(306)을 유도한다. 실행의 결과로서, 프로세서-실행가능 실행 명령 및/또는 데이터(236)는 사고, 문제 해결, 태스크 플래닝, 태스크 수행 등에 있어서 로봇 시스템(306)을 유도한다.

프로세서(들)(204)에 의한 실행의 결과로서, 명령(220)은 로봇 시스템(306)에게 각각의 대상물을 지정된 영역으로부터 연속적으로 추출함으로써(즉, 대상물로서 추출함) 복수 개의 대상물을 처리하게 할 수 있다. 더 나아가, 명령(220)은 프로세서(들)(204)가 카메라에 의해 캡쳐된 비디오 데이터 또는 하나 이상의 센서에 의한 측정치와 같은, 입력 서브시스템(212)을 통해 수신된 입력 정보를 처리하고, 지정된 영역 내에 위치된 복수 개의 대상물의 존재를 수신된 입력 정보에 기반하여 인식하게 할 수 있다. 또한, 명령(220)은 로봇 시스템(306)이 추출된 대상물을 점유하는 동안에 이동들의 세트를 수행하고 대상물을 특정 어떤 위치 내에 디포짓하게 할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 로봇 시스템(306)은 추출된 대상물을 점유하는 동안에 컴퓨터 시스템(310)으로부터 통신을 수신하고, 수신된 통신에 표시된 대상물 및 위치를 디포짓할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 로봇 시스템(306)은 복수 개의 대상물을 처리할 때에 컴퓨터 시스템(310)과 독립적으로 동작하고, 추출된 각각의 대상물을 미리 결정된 영역 또는 위치(예를 들어, 콘베이어 벨트, 리셉터클)에 디포짓할 수 있다.

컴퓨터 시스템(310)은 하나 이상의 프로세서(238), 메모리(240), 및 통신 인터페이스(242)를 포함한다. 메모리(240)는 하나 이상의 프로세서(238)가 본 발명의 하나 이상의 실시형태를 구현하기 위해서 실행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 명령들의 세트를 저장하는 컴퓨터-판독가능 비-일시적 데이터 저장소이다. 메모리(240)는 일반적으로 RAM, ROM 및/또는 다른 지속적 또는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체, 예컨대 자기적 하드 드라이브, 고상 드라이브, 광학 드라이브 등을 포함한다. 메모리(240)는 컴퓨터 시스템(310)의 일반적 관리 및 동작 시에 하나 이상의 프로세서(238)에 의해 사용될 수 있는 컴퓨터 프로그램 명령을 포함하는 운영 체제를 저장할 수 있다.

통신 인터페이스(242)는 네트워크(207)를 통하여 통신을 송신하고 통신을 수신하기 위한 하나 이상의 통신 디바이스를 포함한다. 통신 인터페이스의 하나 이상의 통신 디바이스는 유선 통신 디바이스 및/또는 무선 통신 디바이스를 포함할 수 있다. 무선 통신 디바이스의 비한정적인 예는, 대응하는 통신 프로토콜, 위성 통신 송수신기, 자유-공간 광 통신 디바이스, 셀룰러 네트워크 송수신기 등을 사용하는 RF 통신 어댑터(예를 들어, 지그비 어댑터, 블루투스 어댑터, 초광대역 어댑터, Wi-Fi 어댑터)를 포함한다. 유선 통신 디바이스의 비한정적인 예는 시리얼 통신 인터페이스(예를 들어, RS-232, 범용적 시리얼 버스, IEEE 139), 병렬 통신 인터페이스, 이더넷 인터페이스, 동축 인터페이스, 광섬유 인터페이스, 및 전력선 통신 인터페이스를 포함한다. 컴퓨터 시스템(310)은 정보, 예컨대 대상물 또는 작업편을 수반하는 수행될 동작을 표시하는 정보를 통신 인터페이스(242)를 통하여 로봇 시스템(306) 또는 다른 로봇, 디바이스, 기계류 등으로 송신할 수 있다.

컴퓨터 시스템(310) 및 로봇 시스템(306)은 환경에 대해서 기술된 동작에 관련된 정보를 하나 이상의 네트워크(207)를 거쳐서 통신할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 컴퓨터 시스템(310) 및 로봇 시스템(306)은 하나 이상의 네트워크(207)를 거쳐서 통신하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 로봇 시스템(306)은 자율적으로 그리고 컴퓨터 시스템(310)과 독립적으로 동작하여 복수 개의 대상물 각각을 지정된 영역으로부터 연속적으로 추출할 수 있다. 컴퓨터 시스템(310)은 로봇 시스템(306)의 동작을, 예를 들어 카메라 및/또는 다른 센서를 통하여 검출 또는 관측하고, 디바이스, 기계류, 또는 로봇 시스템(306)이 아닌 로봇이 추출된 각각의 대상물을 수반하는 동작을 수행하게 할 수 있다. 일 예로서, 컴퓨터 시스템(310)은 대상물을 식별자에 대응하는 소망되는 위치로 전달하기 위하여 추출하고 일련의 콘베이어를 제어할 때에 각각의 대상물의 식별자를 검출할 수 있다.

2019년 7월 16일에 출원된 미국 가특허출원 제 62/874,721 이 그 전체로서 원용에 의하여 본원에 통합된다. 전술된 여러 가지 실시형태들은 결합하여 추가적인 실시형태를 제공할 수 있다. 전술된 상세한 설명을 고려하여 실시형태들에 이러한 변경 및 다른 변경들이 이루어질 수 있다. 일반적으로, 후속하는 청구범위에서, 사용되는 용어는 청구범위를 명세서 및 청구범위에 개시된 특정한 실시형태로 한정하는 것으로 해석되어서는 안 되고, 이러한 청구범위들의 균등물의 전체 범위와 함께 가능한 모든 실시형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 청구범위들은 개시 내용에 의해서 한정되지 않는다.

Claims (20)

1. 대상물들의 세트를 로봇 암의 작업공간 내에 수용하는 단계;
   대상물들의 세트에 관련된 정보를 수집하는 단계 - 상기 정보는 상기 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 특성을 포함함 -;
   수집된 정보 및 상기 개별 대상물의 특성에 기반하여, 상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 단계 - 상기 제 1 최적 순서는 적어도 상기 제 1 최적 순서의 제 1 픽(pick) 및 상기 제 1 최적 순서의 제 1 픽 이후에 수행될 상기 제 1 최적 순서의 제 2 픽을 특정함 -;
   상기 제 1 최적 순서의 제 1 픽을 수행하는 단계;
   상기 제 1 최적 순서의 제 1 픽을 수행한 이후 그리고 상기 제 1 최적 순서의 제 2 픽을 수행하기 이전에, 상기 대상물들의 세트에 관련된 추가 정보를 수집하는 단계 - 상기 추가 정보는 상기 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 업데이트된 특성을 포함함 -;
   수집된 추가 정보 및 상기 개별 대상물의 업데이트된 특성에 기반하여, 상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 2 최적 순서를 결정하는 단계 - 상기 제 2 최적 순서는 적어도 상기 제 1 최적 순서의 제 1 픽 이후에 수행될 상기 제 2 최적 순서의 제 1 픽을 특정하고, 상기 제 2 최적 순서는 상기 제 1 최적 순서의 잔여 부분과 다름 -; 및
   상기 제 2 최적 순서의 제 1 픽을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 특성은 상기 개별 대상물의 대상물 타입을 포함하는, 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 특성은 상기 개별 대상물의 치수를 포함하는, 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 특성은 상기 개별 대상물의 위치를 포함하는, 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 특성은 상기 개별 대상물의 배향을 포함하는, 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 특성은 상기 개별 대상물의 강성 및 다공성(porosity)을 포함하는, 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 단계는,
   상기 로봇 암의 원단부에 커플링된 복수 개의 상이한 툴 각각을 사용하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 것을 포함하는, 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 단계는,
   상기 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 패키징 타입 및 형상에 기반하는, 방법.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 단계는,
   상기 대상물들의 세트 내의 개별 대상물의 복수 개의 후보 픽을 식별하는 것을 포함하고,
   각각의 후보 픽은 특정 대상물을 특정 위치에서 특정 툴로 픽업하는 동작을 특정하는, 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 단계는,
    상기 후보 픽들에 점수를 부여하고 순위를 결정하는 것을 포함하는, 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 점수를 부여하고 순위를 결정하는 것은, 상기 후보 픽들 각각이 성공할 우도에 기반하는, 방법.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 점수를 부여하고 순위를 결정하는 것은, 상기 대상물의 표면의 중심에 가까운 대상물을 픽업하는 것을 포함하는 픽에 더 큰 성공 우도를 할당하는 것을 포함하는, 방법.
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 점수를 부여하고 순위를 결정하는 것은, 상기 대상물의 무게중심에 가까운 대상물을 픽업하는 것을 포함하는 픽에 더 큰 성공 우도를 할당하는 것을 포함하는, 방법.
14. 제 10 항에 있어서,
    상기 점수를 부여하고 순위를 결정하는 것은, 다른 대상물과 중첩하는 위치에 있는 대상물을 픽업하는 것을 포함하는 픽에 더 적은 성공 우도를 할당하는 것을 포함하는, 방법.
15. 제 10 항에 있어서,
    상기 점수를 부여하고 순위를 결정하는 것은, 식별 정보를 포함하는 위치에 있는 대상물을 픽업하는 것을 포함하는 픽에 더 적은 성공 우도를 할당하는 것을 포함하는, 방법.
16. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 단계는,
    픽들 각각이 상기 대상물들의 세트에 관련된 추가 정보를 표출할 우도에 기반하는, 방법.
17. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상물들의 세트 상에 작업하기 위한 제 1 최적 순서를 결정하는 단계는,
    픽들 각각이 상기 대상물들의 세트에 관련된 상기 수집된 정보를 변경할 우도에 기반하는, 방법.
18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 최적 순서 또는 상기 제 2 최적 순서는 상기 대상물들의 세트에 관련된 이력 정보를 처리하는 학습 알고리즘을 사용하여 결정되는, 방법.
19. 로봇 시스템으로서,
    원단부를 가지는 로봇 암;
    근단부 및 원단부를 가지는 툴 변경기 - 상기 툴 변경기의 근단부는 상기 로봇 암의 원단부에 커플링되고, 상기 툴 변경기의 원단부는 근위 결속 플레이트를 포함함 -; 및
    근단부를 가지는 툴 - 상기 툴의 근단부는 상기 툴 변경기의 근위 결속 플레이트에 커플링된 원위 결속 플레이트를 포함함 -
    을 포함하고,
    상기 툴 변경기는 상기 근위 결속 플레이트 내에 임베딩된 근위 자석을 포함하며,
    상기 툴은 상기 원위 결속 플레이트 내에 임베딩된 원위 자석을 포함하고,
    상기 근위 자석은 상기 원위 자석과 결속된, 로봇 시스템.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 근위 결속 플레이트의 원단부는 원뿔대(truncated circular cone)를 포함하는 전체 형상을 가지는 함요부를 포함하고,
    상기 원위 결속 플레이트의 근단부는 원뿔대를 포함하는 전체 형상을 가지는, 로봇 시스템.

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