정보통신기사, 정보통신학과, 통신직 등 정보통신일반 요점 정리 144. 지능형 서비스 로봇

144. 지능형 서비스 로봇

 

가. 기술 개요
지능형 서비스 로봇은 [그림 8-66]과 같이 복합적인 하드웨어 기술로 구성된 로봇에
지능을 부여하고 인간과 상호작용을 통해 인간의 명령 및 감정을 이해하고 반응하며,
정보통신기술을 바탕으로 인간에게 다양한 서비스를 제공하는 것을 말한다. 로봇의
기능 실현과 지능 구현을 위한 컴포넌트 및 모듈, 플랫폼 실현, 인간을 포함한 환경 및
네트워크, 성능 평가, 안전성, 서비스, 보안/인증 등과 같은 제반 기술이 필요하다.

지능형 서비스 로봇의 개념도

나. 지능형 서비스 로봇의 내부 제어 방법
[그림 8-67]는 지능형 가정용 서비스 로봇을 위한 제어구조를 표현한 것이다. 로봇
제어를 위해서는 여러 서브시스템이 필요하며, 그 중에서 로봇 내부, 로봇 서버, 그
리고 이들 간의 통신을 위한 프로토콜이 가장 중요한 서브시스템이다. 로봇은 사람과
상호 작용하며, 사람이 원하는 서비스를 제공해주는 개체이다. 이를 구성하는 내부
시스템은 인식(Perception), 모델링(Modeling), 서비스, 기본 태스크, 그리고 행동 제
어(Action Control) 모듈 등으로 구성된다.

(1) 인식모듈
외부와의 상호작용을 통하여 일차적인 정보를 획득하는 기능을 수행한다. 이를 통
하여 로봇은 내부적으로 필요한 정보를 추출한다. 예를 들어, 입력된 영상으로부터
사람의 눈 부분을 추출한다든가 하는 기능을 수행하게 된다.

(2) 모델링 모듈
로봇과 환경의 상태를 모델링하는 기능을 수행한다. 이는 인식모듈에서 올라온 정
보를 바탕으로 하지만, 보다 장시간 유지되는 정보를 대상으로 한다. 예를 들면, 사
용자의 현재 위치를 모델링할 때, 인식 모듈을 통하여 사용자의 위치가 입력되는 경
우도 있지만, 카메라의 각도 등의 문제로 인하여 순간적으로 사용자의 위치가 인식모
듈을 통하여 입력이 되지 않을 수도 있다. 하지만, 그렇다고 하더라도 방금 전까지 있
었던 사용자가 사라진 것이 아니라 잠시 시야에서 벗어난 것이므로 모델링 모듈에서
는 이를 감안하여 사용자의 현재 위치를 추적한다.

(3) 행동 제어 모듈
로봇이 지니고 있는 액추에이터 모듈에 실행 명령을 전달한다. 이 실행 명령은 로
봇이 지니고 있는 서비스와 이 서비스가 이용하고 있는 기본 태스크로부터 행동 제어
모듈에 전달된다. 로봇은 다양한 종류의 서버와 협업을 하게 된다.

(4) 각종 서버 모듈
로봇 서버(Robot Server)는 사용자 정보 및 서비스를 관리한다. 공통 서비스 서버
(Common Service Server)는 서버에 연결된 모든 로봇을 대상으로 로봇이 요청하는 서
비스의 콘텐트를 전달하는 역할을 수행한다. 푸시 서비스 서버(Push Service Server)
는 사용자의 일정관리 서비스에서 지정된 시간에 알림 기능을 수행할 때, 지정된 시간을 체크하여 해당 시간이 되면 이를 로봇에게 알린다. 로봇은 이 알림을 받게 되
면, 해당 서비스를 실행하여 사용자에게 주어진 시간의 일정을 알리게 된다. 인증서
버(Authentication Server)는 로봇이 로봇 서버 및 서비스 서버들에 접근하는 데 필요
한 인증을 담당하게 된다. 로봇과 서버 간에 정보를 주고받기 위해서는 이에 적절한
전송 방송이 고안되어야 한다. 이러한 정보에는 동작 제어 메시지, 서비스 제어 메시
지, 비디오 메시지, 로봇 상태 메시지, 그리고 콘텐트 패킷 메시지 등이 있다.

다. 지능형 서비스 로봇의 구현 기술
지능형 로봇 서비스 구현을 위해서는 네트워크 기반 소프트웨어 기술(네트워크 인
프라 기술, 로봇 서버 기술, 소프트웨어 로봇 기술, 웹기반 로봇 서비스 기술), 인공
지능 기술(지식 표현, 추론 엔진, 지식 학습), 소프트웨어 아키텍처 설계 기술(자율
행위선택 메커니즘, 미들웨어, 임베디드 운영체제, 로봇 통신망, 웹기반 로봇 서비
스 기술), 감지 및 인지 기술(사용자 인식, 명령 인식, 의도 인식, 음성 인터페이스),
제어(자기위치 추정, 지도 작성, 경로 계획, 보행 제어, Manipulator 제어) 및 기구 기
술(이동기구, Manipulator, 구동기, 감속기) 등이 요구된다. 이들 관련 기술들은 서로
상호작용 할 수 있도록 [그림 8-68]과 같이 유기적으로 연결되어야 한다.