WO2024111753A1 - 리모트 브레인형 다족보행 ａｉ 로봇 제어 시스템 - Google Patents

리모트 브레인형 다족보행 ａｉ 로봇 제어 시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2024111753A1
WO2024111753A1 PCT/KR2023/001728 KR2023001728W WO2024111753A1 WO 2024111753 A1 WO2024111753 A1 WO 2024111753A1 KR 2023001728 W KR2023001728 W KR 2023001728W WO 2024111753 A1 WO2024111753 A1 WO 2024111753A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
robot
brain
body frame
learning
control system
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/001728
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이용권
송하권
Original Assignee
주식회사 럭스로보
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 주식회사 럭스로보 filed Critical 주식회사 럭스로보
Publication of WO2024111753A1 publication Critical patent/WO2024111753A1/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
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1689—Teleoperation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/006—Controls for manipulators by means of a wireless system for controlling one or several manipulators
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • 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
    • 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
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • 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
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • 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
    • B25J9/1697—Vision controlled systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/032—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members with alternately or sequentially lifted supporting base and legs; with alternately or sequentially lifted feet or skid

Definitions

  • the present invention relates to a remote brain-type multipedal AI robot control system that installs a brain device corresponding to the robot's brain separately from the robot and performs artificial intelligence (AI) learning in the brain device to control the robot remotely.
  • AI artificial intelligence
  • AI robot refers to a robot that realizes the same brain intelligence as a human.
  • existing AI robots are directly equipped with a brain, that is, a device corresponding to the brain (e.g. a PC) and operate as if they have intelligence like humans through AI learning.
  • a brain that is, a device corresponding to the brain (e.g. a PC) and operate as if they have intelligence like humans through AI learning.
  • a modularized artificial intelligence coding education robot system is disclosed in Publication Patent No. 10-2018-0124310, and an artificial intelligence robot education device and its control method are disclosed in Registered Patent No. 10-2422762.
  • robots are diverse. In particular, not only bipedal robots that resemble human walking, but also multipedal robots that have many legs, such as dogs or spiders, are recently popular.
  • the present invention provides a remote brain-type multipedal artificial intelligence robot control system that controls the device corresponding to the robot's brain (brain device) through a brain device installed at a remote location rather than directly mounting it on the robot.
  • the present invention is a remote brain-type multipedal walker that is equipped with cameras and sensors, transmits information obtained from the cameras and sensors to a remote brain device through wireless communication, and operates according to control commands received from the brain device through AI learning. Provides an artificial intelligence robot control system.
  • the present invention provides a remote brain-type multipedal artificial intelligence robot control system that allows each leg of a multipedal robot to move in three dimensions not only in the up and down directions but also in the forward and backward directions and left and right directions.
  • the present invention provides a remote brain-type multipedal artificial intelligence robot control system that allows a multipedal robot to walk forward and backward and left and right simultaneously, and to change direction and walk in multiple directions.
  • the present invention provides a remote brain-type multipedal artificial intelligence robot control system that allows the number of legs to be added or reduced as needed without any interference between legs, without limiting the number of legs provided.
  • a remote brain-type multipedal walking artificial intelligence robot control system includes a walking robot; and a brain device that communicates with the robot, wherein the robot collects data on its own and transmits it to the brain device, and the brain device performs AI learning on the data and sends a control command according to the AI learning. It is transmitted to the robot, and the robot operates according to the control command.
  • the AI learning includes at least one of machine learning or deep learning.
  • the brain device includes a PC equipped with a processor that executes the program or software for AI learning.
  • the robot includes a body frame forming a body;
  • a plurality of rotating gears are rotatably installed on the upper surface of the body frame and arranged in two rows in the longitudinal direction of the body frame, and a plurality of rotating gears are each positioned between two adjacent rotating gears in the same row among the rotating gears.
  • a driving unit including a driven gear and two driving motors each connected to a driven gear in each row to transmit power; and a plurality of leg parts that are respectively connected to each of the rotation gears and move the body frame back and forth or left and right while being operated by rotation of the corresponding rotation gears.
  • the plurality of leg portions are configured to move simultaneously in the up-down direction, front-back direction, and left-right direction, respectively.
  • each drive motor constituting each drive unit is configured to be able to drive at different speeds or perform different operations.
  • the leg portion includes a connection shaft, one end of which is rotatably installed on the upper surface of each rotation gear, and the other end of which is positioned to be exposed to the outside of the body frame; A connecting member connected to an end of the connecting shaft and transmitting a moving force from the connecting shaft in an inclined direction; and a leg member, one end of which is installed to be rotatable up and down at an end of the connecting member, and the other end of which is installed to be rotatable left and right and up and down on the body frame.
  • a plurality of rotation support axes are provided on the upper surface edge of the body frame to be able to rotate left and right, and each connection shaft passes through each rotation support shaft and is installed to support forward and backward movement and rotational movement.
  • a rotary pin is rotatably installed in the body frame so that the upper end protrudes above the body frame and the lower end protrudes below the body frame, penetrating the edge up and down, and the rotation support shaft rotates. It is rotatably installed on the pin, and a rotary member is provided at the bottom of the rotary pin, one end of which is rotatable left and right at the bottom of the rotary pin, and the other end of the leg member is rotatable up and down.
  • each of the rotating gears is provided with a plurality of connecting holes formed in a plurality of radial directions from the center of the axis, and one end of each connecting shaft is connected to one of the connecting holes formed in each of the rotating gears. .
  • connection shafts are installed so that one end thereof is connected to connection holes at different positions.
  • the remote brain-type multipedal walking artificial intelligence robot control system has one or more of the following effects.
  • the robot since a brain device (eg, PC) corresponding to the brain is mounted on the robot, the robot can be implemented at low cost and power consumption can be reduced.
  • a brain device eg, PC
  • AI learning is performed through a brain device installed at a remote location without mounting a brain device on the robot, and then control commands are sent to the robot, so even if the robot does not have a brain device, it can operate as an AI robot.
  • users can control AI robots through AI learning and coding using a remote brain device, thereby increasing educational effectiveness.
  • the present invention unlike general wheeled robots, since it is a walking robot, it has a great fun factor and does not need to move at a fast speed, making real-time video transmission easy.
  • walking when implemented as a multi-legged robot with six or more legs, walking is stable, and it is possible to implement actual walking with a small number of driving sources (eg, motors).
  • driving sources eg, motors
  • the multipedal robot is capable of walking in the forward and backward (or left and right) directions as well as changing direction and walking in various directions.
  • the legs of the multipedal robot do not only move in the up and down and front and back directions, but also move in the up and down, front and back, and left and right directions simultaneously in a rowing form, so each leg operates in three dimensions and can walk in various directions. do.
  • the number of legs provided is not limited, and the number of legs can be increased or decreased as needed.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a remote brain-type multipedal walking artificial intelligence robot control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a detailed block diagram of a remote brain-type multipedal walking artificial intelligence robot control system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is an example diagram showing communication between a multipedal artificial intelligence robot and a brain device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view of a multipedal walking artificial intelligence robot according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a partially exploded perspective view of the installation frame and each drive motor of the multipedal artificial intelligence robot according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a bottom perspective view of a multipedal walking artificial intelligence robot according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a plan view of a multipedal walking artificial intelligence robot according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a plan view omitting the installation frame and each drive motor of the multipedal artificial intelligence robot according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a front view of a multipedal walking artificial intelligence robot according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a side view of a multipedal walking artificial intelligence robot according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 11 is another side view of a multipedal walking artificial intelligence robot according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 12 is an exploded perspective view of the main portion for explaining the installation structure of the leg portion of the multipedal artificial intelligence robot according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 13 to 15 are plan views of main parts for explaining the operating state of each leg part of the multipedal artificial intelligence robot according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 16 to 18 are perspective views of the main parts for explaining the operating state of each leg of the multipedal artificial intelligence robot according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention provides a control system for a multipedal AI robot.
  • the AI robot according to the present invention is not equipped with a device corresponding to the robot's brain, such as a PC (hereinafter referred to as a brain device).
  • the brain device of an AI robot is implemented as a separate device from the robot.
  • Image data and sensing data acquired from the robot are transmitted to a remote brain device through wireless communication.
  • the brain device performs AI learning on the data and then transmits control commands to the robot. Therefore, the robot can operate as an AI robot without being directly equipped with a brain device such as a PC for AI learning.
  • Figure 1 is a schematic configuration diagram of a remote brain-type multipedal walking artificial intelligence robot control system according to an embodiment of the present invention.
  • the remote brain type multipedal artificial intelligence robot control system (hereinafter referred to as robot control system) according to the present invention is comprised of a robot 10, a brain device 20, and a network 30. It can be.
  • the robot 10 may be a multipedal robot capable of walking with a plurality of legs.
  • the robot 10 may have two or more legs.
  • it can have two legs like a human, four like a dog or cat, or six or eight like a spider.
  • the number of legs can be changed at any time.
  • the robot 10 is equipped with a communication module and can communicate with the brain device 20.
  • the robot 10 can transmit data collected by itself to the brain device 20 and receive control commands transmitted from the brain device 20.
  • the communication module may be a WiFi communication module, but the present invention is not limited thereto.
  • the robot 10 may be equipped with different types of communication modules or may be equipped with a plurality of communication modules.
  • the robot 10 may include one or more NFC communication modules, IR communication modules, BluetoothTM communication modules, and Zigbee communication modules.
  • the brain device 20 can control the operation of the robot 10 by transmitting control commands to the robot 10.
  • the brain device 20 may function as the brain of the robot 10.
  • the brain device 20 may be a device corresponding to the brain of the robot 10. Therefore, in the present invention, the brain device 20 may be referred to as the brain device of the robot 100.
  • the brain device 20 is installed with a program or software for AI learning, and can perform AI learning on data transmitted from the robot 10 by executing the program or software.
  • AI learning is for the robot 10 to realize human-like intelligence and can be, for example, machine learning and/or deep learning. Since machine learning and deep learning are known technologies, detailed explanations are omitted here.
  • the brain device 20 can perform AI learning on data transmitted from the robot 10. And, the brain device 20 can transmit a control command according to AI learning to the robot 10. Accordingly, the robot 10 can be operated according to these control commands.
  • the brain device 20 receives various data collected by itself from the robot 10, performs AI learning (machine learning and/or deep learning), and generates control commands according to the AI learning to control the robot 10. send to
  • AI learning is performed on the data collected from the robot 10 by using a remote brain device 20 as a brain device. ) to enable the robot 10 to operate as an AI robot.
  • the brain device 20 may include an AI engine or processor capable of executing a program or software for performing AI learning.
  • a processor may be, for example, a central processing unit (CPU) of a conventional computer.
  • the brain device 20 may be a computing device including a processor.
  • This computing device can be a regular PC. Preferably, it may be a laptop PC, desktop PC, tablet PC, server device, smartphone, etc.
  • the brain device 20 of the present invention is not limited to these devices and may include any device capable of performing AI learning on data collected by the robot 10 itself.
  • FIG. 2 is a detailed block diagram of a robot control system according to an embodiment of the present invention.
  • the robot 10 includes a robot communication unit 11, a sensing unit 12, a memory 13, and a controller 14.
  • the robot communication unit 11 can communicate with the brain device 200 using a communication module.
  • the robot communication unit 11 can transmit data collected by the robot 10 to the brain device 20 and receive control commands from the brain device 20.
  • the sensing unit 12 can collect data about the robot 10 and its surrounding environment.
  • the sensing unit 12 may include a plurality of sensors 12a and/or cameras 12b.
  • the sensor 12a is, for example, a distance sensor that measures the distance between objects around the robot 10, an infrared sensor that measures the temperature of the object, a speed sensor that measures the walking speed of the robot 10, and a sensor that acquires images of the surroundings. It can be a variety of sensors, such as an image sensor or a gyro sensor that measures the tilt of the robot 10. Other sensors may also be added to the robot 10.
  • the camera 12b can capture images of the surrounding environment of the robot 10.
  • the memory 13 can store data collected and acquired by the sensing unit 12.
  • the controller 14 can control the overall operation of the robot 10.
  • the controller 14 transmits the data collected and acquired from the sensing unit 12 to the brain device 20 through the robot communication unit 11.
  • the controller 14 may receive a control command from the brain device 20 and control the robot 10 according to the received control command.
  • the driving unit 200 can be operated.
  • control commands may be commands generated through AI learning in the brain device 20 on data collected by the sensing unit 12.
  • the robot 10 may include a body frame 100, a driving unit 200, and a leg unit 300 as hardware.
  • the body frame 100 may form the body of the robot 10.
  • the driving unit 200 may operate the robot 10 under the control of the controller 14.
  • the leg portion 300 may be operated so that the robot 10 walks.
  • the controller 14 drives the driving unit 200 according to a control command, and the leg unit 300 operates by driving the driving unit 200, so that the body frame 100 of the robot 10 moves back and forth (or can be moved left and right).
  • the body frame 100 moves due to the movement of the leg portion 300, allowing the robot 10 to walk.
  • the walking of the robot 10 is described in detail below.
  • Some or all of the robot communication unit 11, memory 13, and controller 14 may be mounted on the board. Some sensors 12a of the sensing unit 12 may also be mounted on the board. This board can be mounted on the body frame 100.
  • the brain device 20 may include a device communication unit 21, a storage unit 22, and a processor 23.
  • the device communication unit 21 can communicate with the robot 10 through the network 30.
  • the device communication unit 21 may receive data collected by the robot 10 from the robot 10 and transmit control commands generated by the processor 23 to the robot 10.
  • Software and/or programs that can perform AI learning on data received from the robot 10 may be stored in the storage unit 22 .
  • the storage unit 22 may also store data transmitted from the robot 10.
  • the processor 23 may execute AI learning by executing the software and/or program.
  • the processor 23 can generate control commands through AI learning and transmit them to the robot 10.
  • Figure 3 is an example diagram showing communication between a robot and a brain device according to an embodiment of the present invention.
  • the robot 10 collects and acquires data (including sensing data and image data) on its own from the sensing unit 12 (1).
  • Data collection and acquisition may occur while the robot 10 is stationary or walking. Preferably, it can be carried out in real time.
  • the robot 10 can transmit data collected and acquired by itself to the brain device 20 through wireless communication (2).
  • the brain device 20 can perform AI learning based on the received data (3).
  • the brain device 20 can generate control commands to control the operation of the robot 10 through AI learning (4).
  • the brain device 20 can transmit a control command to the robot 10 (5).
  • the robot 10 can operate according to the control command (6).
  • the robot 10 collects and acquires data in real time while performing basic operations and then sends it to the brain device 20.
  • the brain device 20 performs AI learning to provide information on the robot 10. After generating the control command, have the robot 10 generate the control command.
  • the robot 10 can be implemented simply and inexpensively by separating data collection in the robot 10 and AI learning in the brain device 20.
  • the brain of the robot 10 is placed in a separate brain device 20 rather than the robot 10, so that AI learning is performed in the separate brain device 20 rather than in the robot 10.
  • Figure 4 is a perspective view of a robot according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a partially exploded perspective view of the installation frame and each drive motor of the robot according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a perspective view of the robot according to an embodiment of the present invention. This is a perspective view of the bottom of the robot.
  • Figure 7 is a plan view of a robot according to an embodiment of the present invention
  • Figure 8 is a plan view of the robot according to an embodiment of the present invention with the installation frame and each drive motor omitted
  • Figure 9 is a plan view of the robot according to an embodiment of the present invention.
  • This is a front view of a robot according to an example
  • Figure 10 is a side view of a robot according to an embodiment of the present invention
  • Figure 11 is another side view of a robot according to an embodiment of the present invention.
  • the robot 10 according to an embodiment of the present invention is operated so that each leg is not operated to move only in the up and down direction, but is operated like an oar, so that it can be operated more quickly and meets the needs of the present invention. It is possible to change direction accordingly.
  • each component in the present invention will be described based on what is shown in the drawings, and each direction or position may vary depending on the direction in which the user operates or places the components.
  • the robot 10 may be configured to include a body frame 100 that forms a body.
  • the body frame 100 may be formed as a flat plate structure parallel to the ground.
  • the body frame 100 may be formed in various shapes, such as a curved plate, a polygonal block, or a circle.
  • a plurality of cut holes 101 may be formed in the body frame 100 to reduce its weight.
  • the remaining areas other than the cut hole 101 may be provided as areas for installation of various components.
  • a plurality of rotation pins 110 may be installed penetratingly on both edges of the upper surface of the body frame 100.
  • each rotation pin 110 may be formed to penetrate the body frame 100 up and down so that the upper end protrudes toward the upper part of the body frame 100 and the lower end protrudes toward the lower part of the body frame 100.
  • Each rotation pin 110 may be configured to guide and support the operation of the leg portion 300, which will be described later, while pairing with each rotation gear 210 and 220, which will be described later.
  • a rotation support shaft 120 may be installed on the top of the rotation pin 110 protruding from the top of the body frame 100.
  • the rotation pin 110 may be inserted and coupled to the bottom of the rotation support shaft 120, and the rotation support shaft 120 may be rotated left and right from the body frame 100 together with the rotation pin 110.
  • a through coupling hole 121 penetrating in a direction perpendicular to the axial direction of the rotation support shaft 120 may be formed at the top of the rotation support shaft 120.
  • the through-coupling hole 121 may be through-coupled with the connection shafts 311 and 321 of the leg portions 310 and 320, which will be described later.
  • the robot 10 may be configured to include a driving unit 200.
  • the driving unit 200 can operate each leg unit 310 and 320, which will be described later.
  • the driving unit 200 can cause the leg units 310 and 320 disposed on both sides of the body frame 100 to operate in the same direction or in opposite directions.
  • the driving unit 200 may be configured to include a plurality of rotating gears 210 and 220.
  • Each rotation gear 210 and 220 can operate each leg portion 310 and 320, which will be described later, by receiving driving force from drive motors 221 and 222, which will be described later.
  • the rotation gears 210 and 220 may be rotatably installed while being axially coupled to the upper surface of the body frame 100.
  • the rotating gears 210 and 220 are arranged in two rows along the longitudinal direction of the upper surface of the body frame 100.
  • the rotating gears 210 and 220 may be composed of a first row rotating gear 210 and a second row rotating gear 220.
  • the first row of rotating gears 210 may be arranged side by side on one of the long sides of the upper surface of the body frame 100, forming a plurality of rows along the longitudinal direction of the body frame 100.
  • the second row of rotating gears 220 may be arranged side by side on the other long side of the upper surface of the body frame 100, forming a plurality of rows along the longitudinal direction of the body frame 100.
  • each rotating gear 210 and 220 is arranged in 2 rows and 4 rows.
  • the number of these columns and rows can be changed, and it is natural that the number of legs can also be changed.
  • each of the first row rotating gears 210 may be arranged to be spaced apart from each other, and each of the second row rotating gears 220 may be arranged to be spaced apart from each other.
  • the first row of rotating gears 210 and the second row of rotating gears 220 may also be arranged to be spaced apart.
  • the first row of rotary gears 210 can operate each leg portion 310 and 320 located on one long side of the body frame 100, and the second row of rotary gears 220 can operate the other legs of the body frame 100. Each leg portion 310, 320 located on one long side can be operated.
  • Connection holes 211 and 221 formed in a plurality of radial directions from the center of the axis may be formed in each of the rotating gears 210 and 220, respectively. At this time, each of the connecting holes 211 and 221 may be formed in positions symmetrical to each other with respect to the axis center of the corresponding rotating gear 210 and 220.
  • the driving unit 200 may be configured to include driven gears 230 and 240 so that the rotating gears 210 and 220 in each row are interlocked with each other.
  • the driven gears 230 and 240 are a first row driven gear 230 located between the first row rotating gears 210, and a second row driven gear located between the second row rotating gears 220 ( 240).
  • the first row driven gear 230 may be arranged to engage with the two first row rotary gears 210 adjacent to each other on both circumferences. Accordingly, one first row of rotating gears 210 and the other first row of rotating gears 210 adjacent thereto may rotate simultaneously in opposite directions.
  • the second row driven gear 240 may be arranged so that its two circumferences engage with two adjacent second row rotary gears 220, respectively. Accordingly, one second row rotating gear 220 and the other second row rotating gear 220 adjacent thereto may rotate simultaneously in opposite directions.
  • the driving unit 200 of the present invention may be configured to include driving motors 250 and 260 for driving the driven gears 230 and 240 of each row.
  • Two drive motors (250,260) are installed, one for each row of rotating gears (210,220), and the axis is connected to one of the driven gears (230,240) between the rotating gears (210,220) in the corresponding row. Can be installed to be combined.
  • the two drive motors 250 and 260 are a first row drive motor 250 for driving the first row rotation gears 210 and a second row drive motor 260 for driving the second row rotation gears 220. It can be composed of:
  • Each drive motor 250 and 260 may be configured to be located at the top of the body frame 100.
  • the installation frame 130 may be installed spaced apart from the upper side of the body frame 100, and each drive motor 250 and 260 may be installed on the upper surface of the installation frame 130.
  • the body frame 100 and the installation frame 130 may be spaced apart by a plurality of spacing members 140.
  • each drive motor 250 and 260 may be configured to be located directly above one of the driven gears 230 and 240 in each row.
  • first row drive motor 250 is located directly above one of the first row driven gears 230 and can be axially coupled to the corresponding first row driven gear 230, and one second row driven gear
  • the second row drive motor 260 is located directly above (240) and may be axially coupled to the corresponding second row driven gear 240.
  • first row drive motor 250 and the second row drive motor 260 are configured to be able to drive at different speeds or perform different operations.
  • the second row drive motor 260 is configured to stop, or the first row drive motor 250 is configured to operate faster than the second row drive motor 260.
  • the first row drive motor 250 and the second row drive motor 260 may be configured to operate in the same direction or in the opposite direction.
  • the robot 10 may be configured to include a plurality of leg portions 310 and 320.
  • Each of the leg parts 310 and 320 is operated by the rotation of each rotation gear 210 and 220 and can perform an action to move the body frame 100 forward, backward, or change direction.
  • Each of the leg parts 310 and 320 is located on the side where the first row rotary gears 210 are arranged and includes a plurality of first row leg parts 310 each connected to each first row rotary gear 210, and a second row It may be composed of a plurality of second row leg portions 320 that are located on the side where the rotating gears 220 are arranged and are respectively connected to each second row rotating gear 220.
  • leg portions 310 and 320 may be configured to simultaneously rotate in the horizontal direction and tilt in the vertical direction.
  • leg portions 310 and 320 are configured to walk in a rowing manner while horizontal and vertical rotations are simultaneously performed by the rotation of the rotation gears 210 and 220.
  • leg portions 310 and 320 for this purpose will be described in more detail with reference to the attached FIGS. 12 to 18.
  • Figure 12 is an exploded perspective view of the main part for explaining the installation structure of each leg part in the robot according to an embodiment of the present invention
  • Figures 13 to 15 illustrate the operating state of each leg part of the robot according to an embodiment of the present invention.
  • This is a top plan view of the main part
  • Figures 16 to 18 are perspective views of the main part for explaining the operating state of each leg part of the robot according to an embodiment of the present invention.
  • the leg portions 310 and 320 include connection shafts 311 and 321, one end of which is rotatably installed on the upper surface of the rotary gears 210 and 220, and the other end of which is positioned to be exposed to the outside of the body frame 100.
  • connection shafts 311 and 321 may be installed to penetrate the through-coupling hole 121 of the rotation support shaft 120. As a result, the connection shafts 311 and 321 move linearly in a direction penetrating the rotation support shaft 120 by the rotation of the rotation gears 210 and 220, and at the same time, the rotation gears 210 and 220 rotate around the rotation support shaft 120. Can be rotated in any direction.
  • leg portions 310 and 320 may include connecting members 312 and 322 that are connected to the ends of the connecting shafts 311 and 321 and transmit a moving force in an inclined direction from the connecting shafts 311 and 321.
  • the connecting members 312 and 322 may be formed to gradually slope away from the body frame 100 from the ends of the connecting shafts 311 and 321 to the bottom.
  • leg portions 310 and 320 may include rotating members 313 and 323 installed on the body frame 100 to be rotatable left and right.
  • one end of the rotating members 313 and 323 may be installed to be rotatable left and right at the bottom of the rotating pin 110 installed to penetrate the body frame 100.
  • leg parts 310 and 320 may include leg members 314 and 324 to which the rotating members 313 and 323 and the connecting members 312 and 322 are connected, respectively.
  • One end of the leg members (314, 324) may be installed to be tilted up and down on the rotating members (313, 323), while the other end of the leg members (314, 324) may be installed to be tilted up and down at the ends of the connecting members (312, 322).
  • leg members 314 and 324 may be operated in a complex manner of left-right rotation and up-and-down tilt with respect to the rotation pin 110 by the rotation of the rotation gears 210 and 220.
  • the robot 10 can freely change direction as well as move forward and backward.
  • leg portions 310 and 320 are shown on each side of the body frame 100, but the present invention is not limited thereto.
  • the number of rows of rotating gears 210 and 220 in each row may be added or omitted depending on the length of the upper surface of the body frame 100.
  • leg portions 310 and 320 may also be added or omitted.
  • the robot 10 can move in the forward and backward directions.
  • the first row drive motor 250 may be driven in the forward direction (clockwise).
  • the second row drive motor 260 may be driven opposite to the first row drive motor 250. That is, the second row drive motor 260 can be driven in the reverse direction (counterclockwise).
  • each driven gear connected thereto may also be driven in opposite directions.
  • each driven gear (230, 240) By the operation of each driven gear (230, 240), each of the rotation gears (210, 220) engaged therewith can also be operated.
  • the rotating gears 210 and 220 in each row may operate in opposite directions.
  • first row rotary gear 210 in the first row rotates clockwise
  • first row rotary gear 210 in the second row rotates counterclockwise
  • the first row rotary gear 210 in the third row may be rotated clockwise and the first row rotation gear 210 of the fourth row may be rotated counterclockwise.
  • the second row rotary gear 220 in the first row rotates counterclockwise
  • the second row rotary gear 220 in the second row rotates clockwise
  • the second row rotary gear 220 in the third row rotates clockwise.
  • (220) may be rotated counterclockwise and the second row rotation gear 220 of the fourth row may be rotated clockwise.
  • each leg member (314,324) connected to the connecting shafts (311,321) by the connecting members (312,322) moves in the vertical direction by the back and forth movement of the connecting shafts (311,321) and by left and right rotation of the connecting shafts (311,321). It moves like an oar by rotating forward and backward and left and right with the rotation pin 110 as the center of rotation.
  • each leg member 314 and 324 can move simultaneously in various directions, such as forward and backward, left and right, and up and down, each leg operates simultaneously in three dimensions, making it possible to walk in various directions.
  • the two adjacent leg members (314,324) operate in opposite directions and the two adjacent leg members (314,324) touch the ground at the same time, or when one leg member (314,324) touches the ground, the other leg member (314,324) touches the ground. can be operated to fall off the ground.
  • the four leg members 314,324 on each side are positioned at different heights and repeatedly repeatedly touch the ground. You can walk while doing so, or you can walk while repeatedly touching the ground with at least the two leg members 314 and 324 at the same time.
  • the robot 10 can be operated to change direction.
  • both the first row drive motor 250 and the second row drive motor 260 can be controlled to operate in the same direction.
  • the robot 10 can change direction to the left or right by controlling the rotation gears 210 and 220 in each row to rotate in the same direction.
  • changing the direction of the robot 10 may be performed by stopping the operation of one of the drive motors 250 and 260.
  • the first row drive motor 250 is driven while the second row drive motor 260 is stopped, so that the robot 10 can change direction based on the side where the second row leg parts 320 are located. There is.
  • the robot 10 according to an embodiment of the present invention is capable of walking in the forward and backward (or left and right) directions as well as changing direction in various directions.
  • each leg part 310 and 320 there is no interference in operation between each leg part 310 and 320, the number of each leg part 310 and 320 is not limited, and the length of the body frame 100 is adjusted as necessary. It can be added or reduced in any direction, so it can be transformed into various forms.
  • each leg member 314 and 324 moves simultaneously in the up and down direction, forward and backward direction, and left and right direction.
  • each leg member (314, 324) moves simultaneously in three dimensions in the up and down, forward and backward, and left and right directions in a rowing form, walking in various directions is possible, and faster walking or walking with greater force is possible.
  • the robot according to the embodiment of the present invention operates as an AI robot through AI learning using data collected and acquired on its own, but is not directly equipped with a brain device for AI learning, such as a PC.
  • AI learning is performed instead by a separate brain device, and control commands according to the results of AI learning are received from the brain device and operated.
  • the robot can operate as an AI robot by performing AI learning and operating accordingly without directly mounting a PC.
  • the structure and mechanism of the robot of the present invention are different from existing multipedal robots, and the unique structure and mechanism of the present invention allows the robot to not only walk forward and backward, but also change direction in other directions. Therefore, it is possible to walk in any direction at 360 degrees.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

본 발명은 로봇에 AI 학습을 위한 PC를 장착하지 않고 원격지의 브레인장치에서 AI 학습을 수행하여 로봇을 제어하도록 하는 리모트 브레인형 다족보행 AI 로봇 제어 시스템을 제공한다. 본 발명에 따른 로봇 제어시스템은, 보행가능한 로봇과, 상기 로봇과 통신하는 브레인장치를 포함하고, 상기 로봇은 자체적으로 데이터를 수집하여 상기 브레인장치로 전송하고 상기 브레인장치는 상기 로봇으로부터 전송받은 데이터에 대하여 AI 학습을 진행하고 상기 AI 학습의 결과에 따른 제어명령을 상기 로봇으로 전송하며 상기 로봇은 상기 제어명령에 따라 동작한다. 이로써, 본 발명의 로봇 제어시스템은 별개의 브레인장치에서 AI 학습을 수행하도록 함으로써 로봇은 AI 학습을 위한 장치를 직접 탑재하지 않아도 되므로 제조비용이 절감되고 전력소모도 줄일 수 있다.

Description

리모트 브레인형 다족보행 ＡＩ 로봇 제어 시스템
본 발명은 로봇의 두뇌에 해당하는 브레인장치를 로봇과 분리하여 설치하고 브레인장치에서 인공지능(AI) 학습을 수행하여 원격지 로봇을 제어하는 리모트 브레인형 다족보행 AI 로봇 제어 시스템에 관한 것이다.
최근 인공지능(AI:Artificial Intelligence) 등의 첨단기술을 장착한 로봇이 등장하고 있다. AI 로봇은 인간과 같은 두뇌의 지능을 실현하는 로봇을 말한다.
일반적으로 기존 AI 로봇은 브레인(brain), 즉 두뇌에 해당하는 장치(예:PC)를 직접 탑재하여 AI 학습을 통해 인간과 같이 마치 지능을 가진 것처럼 동작한다.
이러한 AI 로봇은 다양한 분야에 사용되고 있고 기술적 발전도 계속 진행되고 있다. 특히, AI 로봇은 최근에 교육 분야에 적용하려는 시도가 많아졌다.
예컨대, 공개특허 제10-2018-0124310호에 모듈화된 인공지능형 코딩 교육 로봇 시스템이 개시되고, 등록특허 제10-2422762호에 인공지능 로봇 교육 장치 및 그 제어방법이 개시된다.
그러나, 기존의 교육용 AI 로봇은 브레인에 해당하는 PC를 직접 탑재하고 있으므로 PC 탑재에 의한 가격 상승과 전력 소모뿐만 아니라, 통상 소형 PC를 탑재하므로 PC의 낮은 사양으로 인해 AI 학습에 한계가 있다.
이러한 한계는 여러 크기 및 형태의 수 많은 데이터들을 수집하고 이들 데이터를 AI 학습해야 하는 다른 산업분야에로 AI 로봇의 적용을 저해하는 요인으로 작용하고 있다.
이에, PC와 같은 로봇의 브레인에 해당하는 장치를 탑재하지 않고 원격지에 두면서도 AI 학습을 통한 AI 로봇을 구현할 있도록 하는 기술의 개발이 요구된다.
또한, 로봇의 형태는 다양하다. 특히 사람의 보행과 유사한 이족 보행 로봇뿐만 아니라 최근에는 강아지나 거미와 같이 많은 다리를 가지는 다족보행 로봇이 인기가 높다.
예컨대, 다족보행 로봇과 관련해서는 공개특허 제10-2012-0066757호, 등록특허 제10-1267349호, 공개특허 제10-2021-0035960호 등 다양하게 제시되고 있다.
하지만, 이들 다족보행 로봇들은 하나의 모터를 이용하여 다수의 다리들을 일괄적으로 동작시키는 것이므로 전후(혹은, 좌우)의 한 방향으로만 보행이 가능할 뿐 다른 방향으로의 방향전환이 불가능하다는 문제점이 있다.
또한, 이들 다족보행 로봇들은 다리를 추가로 설치할 수 없고 다리들의 동작이 상하방향으로만 움직이기 때문에 빠른 보행이나 큰 힘의 보행이 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 로봇의 브레인에 해당하는 장치(브레인장치)를 로봇에 직접 탑재하는 것이 아니라 원격지에 설치된 브레인장치를 통해 제어하도록 하는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어시스템을 제공한다.
본 발명은 카메라, 센서 등을 장착하고, 카메라, 센서에서 획득된 정보를 무선통신을 통해 원격지의 브레인장치로 전송하고 브레인장치에서 AI 학습을 거쳐 전송받은 제어명령에 따라 동작하는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어시스템을 제공한다.
본 발명은 다족보행 로봇의 각 다리가 상하 방향뿐만 아니라 전후 방향 및 좌우방향으로 3차원으로 움직이도록 하는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어시스템을 제공한다.
본 발명은 다족보행 로봇이 전후 방향 및 좌우 방향으로의 보행이 동시에 이루어질 수 있고, 여러 방향으로의 방향 전환 및 보행이 가능하도록 구현된 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어시스템을 제공한다.
본 발명은 여러 다리들 간의 동작상 간섭이 없으면서도 각 다리들의 제공 수량이 한정되지 않고 필요에 따라 부가하거나 줄일 수 있도록 하는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어시스템은, 보행 가능한 로봇; 및 상기 로봇과 통신하는 브레인장치;를 포함하고, 상기 로봇은 자체적으로 데이터를 수집하여 상기 브레인장치로 전송하고 상기 브레인장치는 상기 데이터에 대해 AI 학습을 진행하고 상기 AI 학습에 따른 제어명령을 상기 로봇으로 전송하며 상기 로봇은 상기 제어명령에 따라 동작한다.
본 발명에서, 상기 AI 학습은 머신러닝 또는 딥러닝 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명에서, 상기 로봇은 거리센서 및 카메라 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명에서, 상기 브레인장치는 상기 AI 학습을 위한 프로그램 또는 소프트웨어를 실행하는 프로세서를 탑재한 PC를 포함한다.
본 발명에서, 상기 로봇은, 몸체를 형성하는 몸체프레임; 상기 몸체프레임의 상면에 회전 가능하게 설치되며, 상기 몸체프레임의 길이방향으로 두 열로 배치되는 복수의 회전기어와, 상기 각 회전기어들 중 동일 열의 서로 이웃한 두 회전기어 사이에 각각 위치되는 복수의 종동기어와, 상기 각 열의 어느 한 종동기어에 각각 동력 전달 가능하게 연결되는 두 구동모터를 포함하는 구동부; 및 상기 각 회전기어에 각각 연결되어 해당 회전기어의 회전에 의해 동작되면서 상기 몸체프레임을 전후 또는, 좌우로 이동시키는 복수의 다리부;를 포함한다.
본 발명에서, 상기 복수의 다리부는 각각 상하 방향, 전후 방향, 좌우 방향으로 동시에 움직이도록 구성된다.
본 발명에서, 상기 각 구동부를 이루는 각각의 구동모터는 서로 다른 속도로 구동할 수 있거나 또는 서로 다른 동작을 할 수 있도록 구성된다.
본 발명에서, 상기 다리부는, 일단은 상기 각 회전기어의 상면에 회전 가능하게 설치되고, 타단은 상기 몸체프레임의 외측으로 노출되도록 위치되는 연결샤프트; 상기 연결샤프트의 끝단에 연결되면서 상기 연결샤프트로부터 경사진 방향으로 이동력을 전달하는 연결부재; 및 일단은 상기 연결부재의 끝단에 상하 회전 가능하게 설치되고, 타단은 상기 몸체프레임에 좌우 및 상하 회전 가능하게 설치되는 다리부재를 포함한다.
본 발명에서, 상기 몸체프레임의 상면 테두리에는 복수의 회전지지축이 좌우 회전 가능하게 구비되고, 상기 각 연결샤프트는 각각의 회전지지축을 관통하여 전후 이동 및 회전 이동을 지지받도록 설치된다.
본 발명에서, 상기 몸체프레임에는 테두리를 상하로 관통하여 상측 끝단이 상기 몸체프레임의 상부로 돌출되고 하측 끝단은 몸체프레임의 하부로 돌출되는 회전핀이 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전지지축은 상기 회전핀에 회전 가능하게 설치되며, 상기 회전핀의 하단에는 일단이 상기 회전핀의 하단에 좌우 회전 가능하게 설치되고 타단은 상기 다리부재의 타단이 상하 회전 가능하게 설치되는 회전부재가 제공된다.
본 발명에서, 상기 각 회전기어에는 축 중심으로부터 복수의 방사 방향에 형성되는 연결공이 각각 형성되고, 상기 각 연결샤프트의 일단은 상기 각 회전기어에 형성된 각 연결공 중 어느 한 연결공에 각각 연결된다.
본 발명에서, 상기 각 연결샤프트 중 적어도 일부의 연결샤프트는 그의 일단이 서로 다른 위치의 연결공에 각각 연결되도록 설치된다.
본 발명의 실시예에 따른 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어시스템은 다음과 같은 하나 이상의 효과를 갖는다.
본 발명에 의하면 로봇에 두뇌에 해당하는 브레인장치(예:PC)를 탑재하기 때문에 로봇을 저가로 구현할 수 있고 전력소모를 줄일 수 있다.
본 발명에 의하면 로봇에 브레인장치를 탑재하지 않고 원격지에 설치된 브레인장치를 통해 AI 학습을 수행한 후 로봇에 제어명령을 전송하므로 로봇에 브레인장치가 없더라도 AI 로봇으로 동작할 수 있다.
본 발명에 의하면 사용자는 원격지의 브레인장치를 이용하여 AI 학습 및 코딩을 통해 AI 로봇을 제어할 수 있으므로 교육효과를 높을 수 있다.
본 발명에 의하면 일반적인 바퀴형 로봇과 달리 보행형 로봇이므로 재미적인 요소가 크고, 이동속도가 빠르지 않아도 되므로 실시간 영상전송이 용이하다.
본 발명에 의하면 다족 곤충로봇으로 구현하여 가상 페로몬 등을 이용해 곤충의 생태계를 구현하는 것이 가능하다.
본 발명에 의하면 6족 이상의 다족보행 로봇으로 구현하는 경우 보행이 안정적이며, 적은 구동원(예:모터)으로 실제 보행을 구현하는 것이 가능하다.
본 발명에 의하면 다족보행 로봇은 전후(혹은, 좌우) 방향으로의 보행뿐 아니라 다양한 방향으로의 방향 전환 및 보행이 가능하다.
본 발명에 의하면 다족보행 로봇의 다리가 상하 방향 및 전후 방향으로만 움직이는 것이 아니라 노를 젓는 형태로 상하, 전후, 좌우 방향으로 동시에 움직이므로 각 다리가 3차원적으로 동작하며 여러 방향으로 보행이 가능하다.
본 발명에 의하면 여러 다리들 간의 동작상 간섭이 없으면서도 각 다리들의 제공 수량이 한정되지 않고 필요에 따라 다리의 개수를 늘리거나 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어시스템의 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어시스템의 상세 구성블럭도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다족보행 인공지능 로봇과 브레인장치 간의 통신을 나타낸 일 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다족보행 인공지능 로봇의 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다족보행 인공지능 로봇의 설치프레임과 각 구동모터를 분리한 일부 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다족보행 인공지능 로봇의 저부측 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다족보행 인공지능 로봇의 평면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다족보행 인공지능 로봇의 설치프레임과 각 구동모터를 생략한 상태의 평면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 다족보행 인공지능 로봇의 정면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 다족보행 인공지능 로봇의 일 측면도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다족보행 인공지능 로봇의 타 측면도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 다족보행 인공지능 로봇의 다리부의 설치 구조를 설명하기 위한 요부 분해 사시도.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 다족보행 인공지능 로봇의 각 다리부에 대한 동작 상태를 설명하기 위한 요부 평면도.
도 16 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 다족보행 인공지능 로봇의 각 다리부에 대한 동작 상태를 설명하기 위한 요부 사시도.
이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 다족보행 AI 로봇의 제어시스템을 제공한다. 본 발명에 따른 AI 로봇은 PC와 같은 로봇의 브레인에 해당하는 장치(이하, 브레인장치라 한다)가 탑재되지 않는다. AI 로봇의 브레인장치는 로봇과 별개의 장치로 구현된다. 로봇에서 획득된 영상데이터, 센싱데이터 등은 무선통신을 통해 원격지의 브레인장치로 전송된다. 브레인장치는 상기 데이터들에 대해 AI 학습을 수행한 후 제어명령을 로봇으로 전송한다. 따라서 로봇은 AI 학습을 위한 PC와 같은 브레인장치를 직접 탑재하지 않고도 AI 로봇으로 동작할 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어시스템을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어시스템의 개략 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 리모트 브레인형 다족보행 인공지능) 로봇 제어시스템(이하, 로봇제어시스템이라 한다)은 로봇(10), 브레인장치(20) 및 네트워크(30)를 포함하여 구성될 수 있다.
로봇(10)은 복수개의 다리로 보행할 수 있는 다족보행 로봇일 수 있다.
로봇(10)의 다리는 2개 이상일 수 있다. 예컨대 다리는 사람과 같이 2개, 개나 고양이와 같이 4개, 거미와 같이 6개 또는 8개가 될 수 있다. 물론, 다리의 개수는 얼마든지 변경될 수 있다.
로봇(10)은 통신모듈을 구비하여 브레인장치(20)와 통신할 수 있다.
로봇(10)은 자체적으로 수집한 데이터를 브레인장치(20)로 전송하고 브레인장치(20)로부터 전송되는 제어명령을 수신할 수 있다.
통신모듈은 와이파이(WiFi) 통신모듈일 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
로봇(10)은 다른 종류의 통신모듈을 구비하거나 복수의 통신모듈을 구비할 수도 있다.
예컨대, 로봇(10)은 NFC 통신모듈, IR 통신모듈, 블루투스(Bluetooth™) 통신모듈, 지그비(zigbee) 통신모듈 등을 하나 이상 포함할 수 있다.
브레인장치(20)는 로봇(10)으로 제어명령을 전송함으로써 로봇(10)의 동작을 제어할 수 있다.
브레인장치(20)는 로봇(10)의 두뇌, 즉 브레인(brain)으로서 역할을 수행할 수 있다. 즉, 브레인장치(20)는 로봇(10)의 브레인에 해당하는 장치가 될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 브레인장치(20)를 로봇(100)의 브레인장치로 칭할 수 있다.
브레인장치(20)는 AI 학습을 위한 프로그램 또는 소프트웨어가 설치되며 해당 프로그램 또는 소프트웨어를 실행하여 로봇(10)으로부터 전송되는 데이터에 대하여 AI 학습을 수행할 수 있다.
AI 학습은 로봇(10)이 인간과 같은 지능을 실현하기 위한 것으로서, 예컨대, 머신러닝(machine learning) 및/또는 딥러닝(deep learning)이 될 수 있다. 머신러닝과 딥러닝은 공지기술이므로 여기서는 상세한 설명은 생략한다.
브레인장치(20)는 로봇(10)으로부터 전송된 데이터에 대한 AI 학습을 수행할 수 있다. 그리고, 브레인장치(20)는 AI 학습에 따른 제어명령을 로봇(10)으로 전송할 수 있다. 이에, 로봇(10)은 이러한 제어명령에 따라 동작될 수 있다.
이렇듯, 브레인장치(20)는 로봇(10)에서 자체적으로 수집된 여러 데이터를 수신하여 AI 학습(머신러닝 및/또는 딥러닝)을 수행하고, AI 학습에 따른 제어명령을 생성하여 로봇(10)으로 전송한다.
이에, 본 발명에서는 로봇(10)에 AI 학습을 위한 브레인장치가 탑재되지 않더라도 원격지의 브레인장치(20)를 브레인장치로 활용하여 로봇(10)에서 수집한 데이터에 대해 AI 학습을 브레인장치(20)에서 대신 수행하도록 함으로써 로봇(10)이 AI 로봇으로 동작할 수 있도록 하는 것이다.
브레인장치(20)는 AI 학습을 수행하기 위한 프로그램 또는 소프트웨어를 실행할 수 있는 AI 엔진 또는 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 이러한 프로세서는 예컨대 통상적인 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)가 될 수 있다.
브레인장치(20)는 프로세서를 포함한 컴퓨팅장치가 될 수 있다. 이러한 컴퓨팅장치는 통상의 PC가 될 수 있다. 바람직하게는 랩탑 PC, 데스크탑 PC, 태블릿 PC, 서버장치, 스마트폰 등이 될 수 있다.
물론, 본 발명의 브레인장치(20)는 이들 디바이스에 한정되지 않고 로봇(10)에서 자체적으로 수집한 데이터에 대해 AI 학습을 수행할 수 있는 디바이스라면 모두 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇제어시스템의 상세 구성블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 로봇제어시스템에서 로봇(10)은 로봇통신부(11), 센싱부(12), 메모리(13) 및 컨트롤러(14)를 포함하여 구성된다.
로봇통신부(11)는 통신모듈을 이용하여 브레인장치(200)와 통신할 수 있다.
로봇통신부(11)는 로봇(10)에서 자체적으로 수집한 데이터를 브레인장치(20)로 전송하고 브레인장치(20)로부터 제어명령을 수신할 수 있다.
로봇통신부(11)는 예컨대 셀룰러 네트워크(LTE, 5G 등), 와이파이, 블루투스, 지그비, IR 등의 통신이 가능한 통신모듈 중 하나 이상을 구비할 수 있다.
센싱부(12)는 로봇(10) 및 그 주변환경에 대한 데이터를 수집할 수 있다.
센싱부(12)는 복수개의 센서(12a) 및/또는 카메라(12b)를 포함할 수 있다.
센서(12a)는 예컨대 로봇(10)에서 주변의 물체 간의 거리를 측정하는 거리센서, 물체의 온도를 측정하는 적외선센서, 로봇(10)의 보행속도를 측정하는 속도센서, 주변의 이미지를 획득하는 이미지센서, 로봇(10)의 기울기를 측정하는 자이로센서 등 다양한 센서가 될 수 있다. 다른 센서도 로봇(10)에 더 추가될 수도 있다.
카메라(12b)는 로봇(10)의 주변환경에 대한 영상을 촬영할 수 있다.
메모리(13)는 센싱부(12)에서 수집 및 획득되는 데이터를 저장할 수 있다.
컨트롤러(14)는 로봇(10)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
컨트롤러(14)는 센싱부(12)에서 수집 및 획득된 데이터를 로봇통신부(11)를 통해 브레인장치(20)로 전송하도록 한다.
컨트롤러(14)는 브레인장치(20)로부터 제어명령을 수신하고, 수신된 제어명령에 따라 로봇(10)을 제어할 수 있다. 일례로, 구동부(200)를 동작시킬 수 있다.
이러한 제어명령은 센싱부(12)에서 수집한 데이터에 대해 브레인장치(20)에서 AI 학습을 통해 생성된 명령일 수 있다.
한편, 로봇(10)은 하드웨어로 몸체프레임(100), 구동부(200) 및 다리부(300)를 포함하여 이루어질 수 있다.
몸체프레임(100)은 로봇(10)의 몸체를 형성할 수 있다.
구동부(200)는 컨트롤러(14)의 제어에 따라 로봇(10)을 동작시킬 수 있다.
다리부(300)는 로봇(10)이 보행하도록 동작될 수 있다.
본 실시예에서 컨트롤러(14)는 제어명령에 따라 구동부(200)를 구동시키고 구동부(200)의 구동에 의해 다리부(300)가 동작하여 로봇(10)의 몸체프레임(100)이 전후(또는 좌우)로 이동될 수 있다.
이와 같이 다리부(300)의 동작에 의해 몸체프레임(100)이 이동하게 됨으로써 로봇(10)이 보행할 수 있다. 로봇(10)의 보행은 하기에서 상세하게 설명된다.
로봇통신부(11), 메모리(13) 및 컨트롤러(14) 중 일부 또는 전부가 보드에 장착될 수 있다. 센싱부(12)의 일부 센서(12a)도 보드에 장착될 수 있다. 이러한 보드는 몸체프레임(100)에 탑재될 수 있다.
브레인장치(20)는 장치통신부(21), 저장부(22) 및 프로세서(23)를 포함하여 구성될 수 있다.
장치통신부(21)는 네트워크(30)를 통해 로봇(10)과 통신할 수 있다.
장치통신부(21)는 로봇(10)에서 자체적으로 수집한 데이터를 로봇(10)으로부터 수신하고 프로세서(23)에서 생성된 제어명령을 로봇(10)으로 전송할 수 있다.
저장부(22)에는 로봇(10)으로부터 전송받은 데이터에 대해 AI 학습을 수행할 수 있는 소프트웨어 및/또는 프로그램이 저장될 수 있다.
저장부(22)는 또한 로봇(10)으로부터 전송받은 데이터를 저장할 수 있다.
프로세서(23)는 로봇(10)으로부터 전송받은 데이터가 수신되면 상기 소프트웨어 및/또는 프로그램을 실행하여 AI 학습을 수행할 수 있다.
프로세서(23)는 AI 학습을 통해 제어명령을 생성하여 로봇(10)으로 전송할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇과 브레인장치 간의 통신을 나타낸 일 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 로봇제어시스템에서 로봇(10)은 센싱부(12)에서 자체적으로 데이터(센싱데이터 및 영상데이터를 포함)를 수집 및 획득한다(①). 데이터 수집 및 획득은 로봇(10)이 정지하거나 보행하는 중에 진행될 수 있다. 바람직하게는 실시간으로 진행될 수 있다.
로봇(10)은 자체적으로 수집 및 획득된 데이터를 무선통신을 통해 브레인장치(20)로 전송할 수 있다(②).
브레인장치(20)는 수신된 데이터를 기초로 AI 학습을 수행할 수 있다(③).
브레인장치(20)는 AI 학습을 통해 로봇(10)의 동작을 제어하기 위한 제어명령을 생성할 수 있다(④).
그리고, 브레인장치(20)는 제어명령을 로봇(10)으로 전송할 수 있다(⑤).
이에, 로봇(10)은 제어명령에 따라 동작할 수 있다(⑥).
이와 같이, 본 발명에서는 로봇(10)은 기본적인 동작을 수행하면서 실시간으로 데이터를 수집 및 획득한 후 브레인장치(20)로 보내면, 브레인장치(20)에서 AI 학습을 수행하여 로봇(10)에 대한 제어명령을 생성한 후 제어명령을 로봇(10)으로 생성하도록 한다.
이는 로봇(10)에서의 데이터 수집과 브레인장치(20)에서의 AI 학습을 분리함으로써 로봇(10)을 저가로 간단하게 구현할 수 있는 것이다.
즉, 로봇(10)의 두뇌인 브레인을 로봇(10)이 아니라 별도의 브레인장치(20)로 두어서 AI 학습을 로봇(10)에서가 아니라 별도의 브레인장치(20)에서 수행하도록 하는 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 설치프레임과 각 구동모터를 분리한 일부 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 저부측 사시도이다.
또한, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 평면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 설치프레임과 각 구동모터를 생략한 상태의 평면도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 정면도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 일 측면도이며, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 타 측면도이다.
이하, 도 4 내지 도 6에 도시된 로봇(10)의 각 사시도 및 도 7 내지 도 11에 도시된 로봇(10)의 각 방향별 상태도를 참조하여 본 발명에 따른 로봇(10)을 상세하게 설명한다
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(10)은 각 다리들이 상하 방향으로만 이동되도록 동작되는 것이 아니라 노(oar)를 젓듯 동작될 수 있도록 하여 더욱 빠르게 동작될 수 있도록 하고 필요에 따라 방향 전환도 가능할 수 있도록 한 것이다.
설명에 앞서, 본 발명에서 각 구성들의 방향 또는 위치에 대한 설명은 도면에 도시된 바를 기준으로 설명되며, 사용자가 조작하거나 또는 배치하는 방향에 따라 각 방향이나 위치는 달라질 수 있다.
로봇(10)은 몸체를 형성하는 몸체프레임(100)을 포함하여 구성될 수 있다.
몸체프레임(100)은 지면과 수평한 구조의 평판으로 형성될 수 있다.
물론, 도시되지는 않았으나 몸체프레임(100)은 곡면으로 이루어진 판재나 다각 블럭 또는, 원형 등 다양한 형태로 형성될 수도 있다.
몸체프레임(100)에는 그의 무게를 줄이기 위해 복수의 절개공(101)이 형성될 수 있다. 절개공(101) 이외의 나머지 부위는 각종 구성요소의 설치를 위한 부위로 제공될 수 있다.
몸체프레임(100)의 상면 중 양측 테두리에는 복수의 회전핀(110)(도 12 참조)이 관통 설치될 수 있다.
이때, 각 회전핀(110)은 몸체프레임(100)을 상하로 관통하여 상측 끝단이 몸체프레임(100)의 상부로 돌출되고 하측 끝단은 몸체프레임(100)의 하부로 돌출되도록 형성될 수 있다.
각 회전핀(110)은 후술될 각 회전기어(210,220)와 쌍을 이루면서 후술될 다리부(300)의 동작을 안내 및 지지하도록 구성될 수 있다.
몸체프레임(100)의 상부로 돌출된 회전핀(110)의 상단에는 회전지지축(120)이 설치될 수 있다.
이때, 회전핀(110)은 회전지지축(120)의 저면으로 삽입 결합될 수 있으며, 회전지지축(120)은 회전핀(110)과 함께 몸체프레임(100)으로부터 좌우 회전될 수 있다.
회전지지축(120)의 상단에는 해당 회전지지축(120)의 축 방향과는 수직한 방향으로 관통되는 관통 결합공(121)이 형성될 수 있다. 관통 결합공(121)은 후술될 다리부(310,320)의 연결샤프트(311,321)가 관통 결합될 수 있다.
다음으로, 로봇(10)은 구동부(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
구동부(200)는 후술될 각 다리부(310,320)를 동작시킬 수 있다.
특히, 구동부(200)는 몸체프레임(100)의 양측에 배치되는 다리부(310,320)가 서로 같은 방향으로 동작되거나 또는 서로 반대 방향으로 동작되도록 할 수 있다.
이를 위해 구동부(200)는 복수의 회전기어(210,220)를 포함하여 구성될 수 있다.
각 회전기어(210,220)는 후술될 구동모터(221,222)의 구동력을 제공받아 후술될 각 다리부(310,320)를 동작시킬 수 있다.
회전기어(210,220)는 몸체프레임(100)의 상면에 축결합되면서 회전 가능하게 설치될 수 있다.
특히, 회전기어(210,220)는 몸체프레임(100) 상면의 길이방향을 따라 두 열로 배치되도록 이루어진다. 예컨대, 회전기어(210,220)는 제1열 회전기어(210)과 제2열 회전기어(220)로 구성될 수 있다.
제1열 회전기어(210)는 몸체프레임(100)의 상면 중 어느 한 장변측에 해당 몸체프레임(100)의 길이방향을 따라 복수의 행(行)을 이루면서 나란히 배치될 수 있다.
제2열 회전기어(220)들은 몸체프레임(100)의 상면 중 다른 한 장변측에 해당 몸체프레임(100)의 길이방향을 따라 복수의 행(行)을 이루면서 나란히 배치될 수 있다.
도면의 일례와 같이 본 실시예에서 각 열의 회전기어(210,220)들은 각 열 별로 4개씩 제공되어 있다. 즉, 각 회전기어(210,220)들은 2열 4행의 구조로 배치된 예가 도시되어 있다. 물론, 이들 열과 행의 개수는 변경 가능하며 다리의 개수도 변경이 가능함은 당연하다.
이와 함께, 제1열 회전기어(210)들 각각은 서로 이격되게 배치될 수 있고 제2열 회전기어(220)들 각각은 서로 이격되게 배치될 수 있다. 제1열 회전기어(210)들과 제2열 회전기어(220)들 사이도 이격되게 배치될 수 있다.
제1열 회전기어(210)들은 몸체프레임(100)의 어느 한 장변측에 위치되는 각 다리부(310,320)를 동작시킬 수 있고, 제2열 회전기어(220)들은 몸체프레임(100)의 다른 한 장변측에 위치되는 각 다리부(310,320)를 동작시킬 수 있다.
각 회전기어(210,220)에는 축 중심으로부터 복수의 방사 방향에 형성되는 연결공(211,221)이 각각 형성될 수 있다. 이때, 각각의 연결공(211,221)들은 해당 회전기어(210,220)의 축 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 구동부(200)는 각 열의 회전기어(210,220)들이 해당 열의 회전기어(210,220)들끼리 서로 연동될 수 있도록 하기 위한 종동기어(230,240)를 포함하여 구성될 수 있다.
종동기어(230,240)는 제1열 회전기어(210)들 사이에 각각 위치되는 제1열 종동기어(230)와, 제2열 회전기어(220)들 사이에 각각 위치되는 제2열 종동기어(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 제1열 종동기어(230)는 양측 둘레가 인접된 두 제1열 회전기어(210)에 각각 맞물리도록 배치될 수 있다. 이에, 어느 한 제1열 회전기어(210)와 그에 인접한 다른 한 제1열 회전기어(210)는 서로 반대 방향으로 동시에 회전될 수 있다.
유사하게, 제2열 종동기어(240)는 그의 양측 둘레가 인접된 두 제2열회전기어(220)에 각각 맞물리도록 배치될 수 있다. 이에, 어느 한 제2열 회전기어(220)와 그에 인접한 다른 한 제2열 회전기어(220)는 서로 반대 방향으로 동시에 회전될 수 있다.
또한, 본 발명의 구동부(200)는 각 열의 종동기어(230,240)를 구동시키기 위한 구동모터(250,260)를 포함하여 구성될 수 있다.
구동모터(250,260)는 두 개가 설치되어 각 열의 회전기어(210,220)들마다 하나씩 제공되며, 해당 열의 회전기어(210,220)들 사이의 각 종동기어(230,240)들 중 어느 한 종동기어(230,240)에 축결합되도록 설치될 수 있다.
이때, 두 구동모터(250,260)는 제1열 회전기어(210)들의 구동을 위한 제1열 구동모터(250) 및 제2열 회전기어(220)들의 구동을 위한 제2열 구동모터(260)로 구성될 수 있다.
각 구동모터(250,260)는 몸체프레임(100)의 상부에 위치되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 일실시예로 몸체프레임(100)의 상측에 설치프레임(130)을 이격 설치하고, 설치프레임(130)의 상면에 각 구동모터(250,260)를 설치할 수 있다.
이때, 몸체프레임(100)과 설치프레임(130) 사이는 복수의 이격부재(140)에 의해 이격될 수 있다.
특히, 각 구동모터(250,260)는 각 열의 종동기어(230,240)들 중 어느 한 종동기어(230,240)의 직상부에 위치되도록 구성될 수 있다.
즉, 어느 한 제1열종동기어(230)의 직상방에 제1열 구동모터(250)가 위치되면서 해당 제1열 종동기어(230)와 축결합될 수 있고, 어느 한 제2열 종동기어(240)의 직상방에 제2열 구동모터(260)가 위치되면서 해당 제2열 종동기어(240)와 축결합될 수 있다.
한편, 제1열 구동모터(250) 및 제2열 구동모터(260)는 서로 다른 속도로 구동할 수 있거나 또는 서로 다른 동작을 할 수 있도록 구성된다.
예컨대, 제1열 구동모터(250)가 구동될 때 제2열 구동모터(260)는 정지되도록 구성되거나, 제1열 구동모터(250)가 제2열 구동모터(260)보다 빠르게 동작되도록 구성되거나, 또는 제1열 구동모터(250)와 제2열 구동모터(260)가 서로 동일 방향 혹은 반대 방향으로 동작되도록 구성될 수 있다.
다음으로, 로봇(10)은 복수의 다리부(310,320)를 포함하여 구성될 수 있다.
각 다리부(310,320)는 각 회전기어(210,220)의 회전에 의해 동작되면서 몸체프레임(100)을 전진이나 후진 또는 방향 전환시키기 위한 작용을 수행할 수 있다.
각 다리부(310,320)는 제1열 회전기어(210)들이 배치된 측에 위치되면서 각 제1열 회전기어(210)에 각각 연결되는 복수의 제1열 다리부(310)와, 제2열 회전기어(220)들이 배치된 측에 위치되면서 각 제2열 회전기어(220)에 각각 연결되는 복수의 제2열 다리부(320)로 구성될 수 있다.
특히, 다리부(310,320)는 수평방향으로의 회전 동작과 수직방향으로의 기울어짐 동작이 동시에 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다.
즉, 다리부(310,320)는 회전기어(210,220)의 회전에 의해 수평 회전 및 수직 회전이 동시에 이루어지면서 노(oar)를 젓는 방식으로 보행되도록 구성되는 것이다.
이를 위한 다리부(310,320)의 상세한 구조를 첨부된 도 12 내지 도 18를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 로봇에서 각 다리부의 설치구조를 설명하기 위한 요부 분해 사시도이고, 도 13 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 각 다리부에 대한 동작상태를 설명하기 위한 요부 평면도이고, 도 16 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 각 다리부에 대한 동작상태를 설명하기 위한 요부 사시도이다.
다리부(310,320)는 일단이 회전기어(210,220)의 상면에 회전가능하게 설치되고, 타단이 몸체프레임(100)의 외측으로 노출되도록 위치되는 연결샤프트(311,321)를 포함한다.
연결샤프트(311,321)는 회전지지축(120)의 관통결합공(121)을 관통하도록 설치될 수 있다. 이로써, 연결샤프트(311,321)는 회전기어(210,220)의 회전동작에 의해 회전지지축(120)을 관통하는 방향으로 직선 이동함과 동시에 회전지지축(120)을 중심으로 회전기어(210,220)의 회전방향으로 회전될 수 있다.
또한, 다리부(310,320)는 연결샤프트(311,321)의 끝단에 연결되면서 연결샤프트(311,321)로부터 경사진 방향으로 이동력을 전달하는 연결부재(312,322)를 포함할 수 있다.
연결부재(312,322)는 연결샤프트(311,321)의 끝단으로부터 저부로 갈수록 점차 몸체프레임(100)으로부터 멀어지는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 다리부(310,320)는 몸체프레임(100)에 좌우 회전 가능하게 설치되는 회전부재(313,323)를 포함할 수 있다.
이때, 회전부재(313,323)의 일단은 몸체프레임(100)을 관통하도록 설치되는 회전핀(110)의 하단에 좌우 회전가능하게 설치될 수 있다.
또한, 다리부(310,320)는 회전부재(313,323) 및 연결부재(312,322)가 각각 연결되는 다리부재(314,324)를 포함하여 구성될 수 있다.
다리부재(314,324)의 일단은 회전부재(313,323)에 상하로 기울어지도록 설치되면서 다리부재(314,324)의 타단은 연결부재(312,322)의 끝단에 상하로 기울어지도록 설치될 수 있다.
즉, 다리부재(314,324)는 회전기어(210,220)의 회전에 의해 회전핀(110)을 기준으로 좌우 회전과 상하 기울어짐이 복합적으로 동작될 수 있다.
이러한 구성에 의해 본 발명의 실시예에 따른 로봇(10)은 전후 방향의 이동뿐 아니라 방향 전환이 자유롭게 수행될 수 있다.
한편, 도면에는 일례로 다리부(310,320)가 몸체프레임(100)의 각 측부에 4개씩 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
즉, 도시되지는 않았으나 몸체프레임(100)의 상면 길이에 따라 각 열의 회전기어(210,220)들의 행 수는 추가되거나 혹은 생략될 수 있다.
이에 따라 다리부(310,320)도 역시 추가되거나 혹은 생략될 수가 있다.
하기에서는, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(10)에 각 동작 상태를 각각의 상황별로 더욱 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(10)은 전후 방향으로 이동할 수 있다.
예컨대, 로봇(10)을 앞으로 전진 이동시키고자 할 경우 제1열 구동모터(250)가 정방향(시계방향)으로 구동될 수 있다. 이때, 제2열 구동모터(260)는 제1열 구동모터(250)와는 반대로 구동될 수 있다. 즉, 제2열 구동모터(260)는 역방향(반시계방향)으로 구동될 수 있다.
두 구동모터(250,260)가 서로 반대 방향으로 구동될 경우 이에 연결된 각 종동기어 역시 서로 반대 방향으로 구동될 수 있다.
각 종동기어(230,240)의 동작에 의해 그에 맞물린 각 회전기어(210,220)들 역시 동작될 수 있다. 특히 각 열의 회전기어(210,220)들은 서로 반대 방향으로 동작될 수 있다.
예컨대, 제1행의 제1열 회전기어(210)는 시계 방향으로 회전되고 제2행의 제1열 회전기어(210)는 반시계 방향으로 회전되며, 제3행의 제1열 회전기어(210)는 시계 방향으로 회전되고 제4행의 제1열 회전기어(210)는 반시계 방향으로 회전될 수 있다.
이와 함께, 제1행의 제2열 회전기어(220)는 반시계 방향으로 회전되고 제2행의 제2열 회전기어(220)는 시계 방향으로 회전되며, 제3행의 제2열 회전기어(220)는 반시계 방향으로 회전되고 제4행의 제2열 회전기어(220)는 시계 방향으로 회전될 수 있다.
특히, 각 열의 회전기어(210,220)들이 회전하면 해당 회전기어(210,220)들에 일단이 연결된 각 다리부(310,320)의 연결샤프트(311,321)는 각 회전지지축(120)을 관통하는 방향으로 전후 이동됨과 동시에 각 회전지지축(120)을 회전 중심으로 하면서 좌우 회전될 수 있다.
이에 따라서, 연결샤프트(311,321)에 연결부재(312,322)로 연결되는 각 다리부재(314,324)는 연결샤프트(311,321)의 전후 이동에 의한 상하 방향으로의 동작 및 연결샤프트(311,321)의 좌우 회전에 의해 회전핀(110)을 회전 중심으로 한 전후 및 좌우 방향으로의 회전이 이루어지면서 노를 젓듯이 움직이게 되는 것이다.
즉, 각 다리부재(314,324)가 전후, 좌우, 상하 방향 등 다양한 방향으로 동시에 움직일 수 있기 때문에 각 다리가 3차원적으로 동시에 동작되어 여러 방향으로의 보행이 가능한 것이다.
이때, 인접된 두 다리부재(314,324)는 서로 반대 방향으로 동작되면서 인접한 두 다리부재(314,324)가 동시에 지면에 닿거나 또는 어느 한 다리부재(314,324)가 지면에 닿을 경우 다른 한 다리부재(314,324)는 지면으로부터 떨어지도록 동작될 수 있다.
물론, 각 회전기어(210,220)의 네 연결공(211,221)에 연결샤프트(311,321)가 연결되는 위치에 따라 각 측의 네 다리부재(314,324)는 서로 다른 높이에 위치되면서 순차적으로 지면에 닿기를 반복하면서 보행할 수도 있고, 또는 적어도 두 다리부재(314,324)가 동시에 지면에 닿기를 반복하면서 보행할 수도 있다.
한편, 이러한 과정에서 제1열 구동모터(250)는 역회전되도록 구동하는 반면, 제2열 구동모터(260)는 정회전되도록 구동할 경우 해당 로봇(10)은 역방향으로 보행(후퇴 이동)할 수 있다.
다음으로, 로봇(10)은 방향을 전환하도록 동작될 수 있다.
방향 전환을 위해서는 제1열 구동모터(250)와 제2열 구동모터(260) 모두 동일 방향으로 동작되도록 제어될 수 있다.
즉, 각 행의 회전기어(210,220)들끼리 서로 동일한 방향으로 회전되도록 제어함으로써 로봇(10)은 좌측 또는 우측 방향으로 방향을 전환할 수 있다.
물론, 로봇(10)의 방향 전환은 어느 한 구동모터(250,260)의 구동을 정지시킴으로써 수행될 수도 있다.
예컨대, 제1열 구동모터(250)는 구동하면서 동시에 제2열 구동모터(260)는 정지함으로써 제2열 다리부(320)들이 위치된 측을 기준으로 로봇(10)이 방향을 전환할 수 있는 것이다.
이렇듯, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(10)은 전후(혹은 좌우) 방향으로의 보행뿐 아니라 다양한 방향으로의 방향 전환이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 로봇(10)의 경우, 각 다리부(310,320)들 간의 동작 상 간섭이 없으면서도 각 다리부(310,320)들의 제공 수량이 한정되지 않고 필요에 따라 몸체프레임(100)의 길이 방향으로 부가하거나 줄일 수 있어서 다양한 형태로의 변형이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 로봇(10)의 경우, 각 다리부재(314,324)는 상하 방향, 전후 방향 및 좌우 방향으로 동시에 움직인다. 이와 같이 각 다리부재(314,324)가 노를 젓는 형태로 상하, 전후, 좌우 방향의 3차원적으로 동시에 움직이므로 여러 방향으로 보행이 가능하고 더욱 빠른 보행이나 큰 힘의 보행이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 로봇은 자체적으로 수집 및 획득한 데이터를 이용하여 AI 학습을 통해 AI 로봇으로 동작하도록 하되, AI 학습을 위한 브레인장치, 예컨대 PC를 직접 탑재하지 않고, 별도의 브레인장치에서 AI 학습을 대신 수행하도록 하고 AI 학습의 결과에 따른 제어명령을 브레인장치로부터 수신하여 동작하도록 한다. 이와 같이 로봇은 PC를 직접 탑재하지 않고도 AI 학습을 수행하여 그에 따라 동작함으로써 AI 로봇으로 동작할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 로봇은 그 구성 및 메커니즘이 기존의 다족보행 로봇과는 다르며, 본 발명만의 특유한 구성 및 메커니즘으로 인해 로봇이 전후 방향으로 보행할 수 있을 뿐만 아니라 다른 방향으로도 방향전환이 가능하여 360도 어느 방향으로도 보행이 가능하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (12)

  1. 보행 가능한 로봇; 및
    상기 로봇과 통신하는 브레인장치;를 포함하고
    상기 로봇은 자체적으로 데이터를 수집하여 상기 브레인장치로 전송하고 상기 브레인장치는 상기 로봇으로부터 전송받은 데이터에 대하여 AI 학습을 진행하고 상기 AI 학습의 결과에 따른 제어명령을 상기 로봇으로 전송하며 상기 로봇은 상기 제어명령에 따라 동작하는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 AI 학습은 머신러닝 또는 딥러닝 중 적어도 하나를 포함하는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 로봇은 거리센서 및 카메라 중 적어도 하나를 포함하는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 브레인장치는 상기 AI 학습을 위한 프로그램 또는 소프트웨어를 실행하는 프로세서를 탑재한 PC를 포함하는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 로봇은,
    몸체를 형성하는 몸체프레임;
    상기 몸체프레임의 상면에 회전 가능하게 설치되며, 상기 몸체프레임의 길이방향으로 두 열로 배치되는 복수의 회전기어와, 상기 각 회전기어들 중 동일 열의 서로 이웃한 두 회전기어 사이에 각각 위치되는 복수의 종동기어와, 상기 각 열의 어느 한 종동기어에 각각 동력 전달 가능하게 연결되는 두 구동모터를 포함하는 구동부; 및
    상기 각 회전기어에 각각 연결되어 해당 회전기어의 회전에 의해 동작되면서 상기 몸체프레임을 전후 또는 좌우로 이동시키는 복수의 다리부;를 포함하는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 복수의 다리부는 각각 상하 방향, 전후 방향, 좌우 방향으로 동시에 움직이도록 구성되는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 각 구동부를 이루는 각각의 구동모터는 서로 다른 속도로 구동할 수 있거나 또는 서로 다른 동작을 할 수 있도록 구성되는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어 시스템.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 다리부는,
    일단은 상기 각 회전기어의 상면에 회전 가능하게 설치되고, 타단은 상기 몸체프레임의 외측으로 노출되도록 위치되는 연결샤프트;
    상기 연결샤프트의 끝단에 연결되면서 상기 연결샤프트로부터 경사진 방향으로 이동력을 전달하는 연결부재; 및
    일단은 상기 연결부재의 끝단에 상하 회전 가능하게 설치되고, 타단은 상기 몸체프레임에 좌우 및 상하 회전 가능하게 설치되는 다리부재를 포함하는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 몸체프레임의 상면 테두리에는 복수의 회전지지축이 좌우 회전 가능하게 구비되고, 상기 각 연결샤프트는 각각의 회전지지축을 관통하여 전후 이동 및 회전 이동을 지지받도록 설치되는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 몸체프레임에는 테두리를 상하로 관통하여 상측 끝단이 상기 몸체프레임의 상부로 돌출되고 하측 끝단은 몸체프레임의 하부로 돌출되는 회전핀이 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전지지축은 상기 회전핀에 회전 가능하게 설치되며, 상기 회전핀의 하단에는 일단이 상기 회전핀의 하단에 좌우 회전 가능하게 설치되고 타단은 상기 다리부재의 타단이 상하 회전 가능하게 설치되는 회전부재가 제공되는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어 시스템.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 각 회전기어에는 축 중심으로부터 복수의 방사 방향에 형성되는 연결공이 각각 형성되고, 상기 각 연결샤프트의 일단은 상기 각 회전기어에 형성된 각 연결공 중 어느 한 연결공에 각각 연결되는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 각 연결샤프트 중 적어도 일부의 연결샤프트는 그의 일단이 서로 다른 위치의 연결공에 각각 연결되도록 설치되는 리모트 브레인형 다족보행 인공지능 로봇 제어 시스템.
PCT/KR2023/001728 2022-11-23 2023-02-07 리모트 브레인형 다족보행 ａｉ 로봇 제어 시스템 WO2024111753A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220157932A KR20240076859A (ko) 2022-11-23 2022-11-23 리모트 브레인형 다족보행 ａｉ 로봇 제어 시스템
KR10-2022-0157932 2022-11-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024111753A1 true WO2024111753A1 (ko) 2024-05-30

Family

ID=91196394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/001728 WO2024111753A1 (ko) 2022-11-23 2023-02-07 리모트 브레인형 다족보행 ａｉ 로봇 제어 시스템

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20240076859A (ko)
WO (1) WO2024111753A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5423708A (en) * 1994-08-15 1995-06-13 Allen; Roger D. Multi-legged, walking toy robot
US20040063382A1 (en) * 2002-07-02 2004-04-01 Mitch Randall Apparatus and method for producing ambulatory motion
JP2005161427A (ja) * 2003-11-28 2005-06-23 Tmsuk Co Ltd ４足歩行ロボット
KR20210115283A (ko) * 2020-03-12 2021-09-27 엘지전자 주식회사 다족 로봇
KR20220151460A (ko) * 2021-05-06 2022-11-15 네이버랩스 주식회사 통신 기반 로봇 제어 방법 및 시스템

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101222623B1 (ko) 2010-12-15 2013-01-16 한국생산기술연구원 다족보행장치
KR101267349B1 (ko) 2011-05-11 2013-05-27 (주)아카데미과학 완구용 보행 로봇
KR20180124310A (ko) 2017-05-11 2018-11-21 이중훈 모듈화된 인공지능형 코딩교육 로봇 시스템
KR20210035960A (ko) 2019-09-24 2021-04-02 주식회사 아로텍 향상된 주행 구조를 가진 종이접기형 조립식 보행 로봇
KR102422762B1 (ko) 2020-11-18 2022-07-20 지니주식회사 인공지능 로봇 교육 장치 및 그 제어 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5423708A (en) * 1994-08-15 1995-06-13 Allen; Roger D. Multi-legged, walking toy robot
US20040063382A1 (en) * 2002-07-02 2004-04-01 Mitch Randall Apparatus and method for producing ambulatory motion
JP2005161427A (ja) * 2003-11-28 2005-06-23 Tmsuk Co Ltd ４足歩行ロボット
KR20210115283A (ko) * 2020-03-12 2021-09-27 엘지전자 주식회사 다족 로봇
KR20220151460A (ko) * 2021-05-06 2022-11-15 네이버랩스 주식회사 통신 기반 로봇 제어 방법 및 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240076859A (ko) 2024-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014133246A1 (en) Mini integrated control device
WO2013172565A1 (ko) 다리겸용 로봇팔과 다수개의 관절을 갖는 6족보행 로봇
WO2017039081A1 (ko) 드론 컨트롤러
EP3525992A1 (en) Mobile robot system and mobile robot
WO2015020376A1 (en) Display apparatus
WO2017119537A1 (ko) 라이다 시스템을 포함하는 비행체
WO2020122557A2 (ko) 손가락 기구 및 이를 포함하는 로봇 핸드
WO2015156469A1 (en) Three-dimensional (3d) emitting apparatus
WO2021002499A1 (ko) 군집 로봇을 이용하여 사용자의 위치를 추적하는 방법, 태그장치 및 이를 구현하는 로봇
WO2018174428A1 (ko) 직렬 탄성 액추에이터 장치, 직렬 탄성 액추에이터 제어 방법 및 그를 이용한 시스템
WO2020256180A1 (ko) 사용자 인식 기반의 유모차 로봇 및 그 제어 방법
WO2024111753A1 (ko) 리모트 브레인형 다족보행 ａｉ 로봇 제어 시스템
WO2022071668A1 (ko) 로봇 및 그 제어방법
WO2021162232A1 (ko) 초소형 복강경 수술 로봇
EP3340850A1 (en) Vacuum cleaner
WO2020171339A1 (ko) 프로젝터를 포함하는 전자 장치
WO2019045288A1 (ko) 다중 로봇이 공간을 분할-작업하는 방법 및 이를 구현하는 로봇
WO2017039082A1 (en) Cleaning apparatus and cleaning method using same
WO2012102442A1 (ko) Ｐｃ 기반의 모듈형 휴머노이드 로봇 플랫폼
WO2021071030A1 (ko) 센싱 디바이스 및 이를 포함한 로봇 매니퓰레이터
WO2022075592A1 (ko) 로봇
WO2020091134A1 (ko) 모션 시스템
WO2018124610A1 (ko) 로봇 교시 장치
WO2018182347A1 (ko) 커뮤니케이션 로봇
WO2023074957A1 (ko) 배송 로봇

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23894689

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1