In this thesis robot arm trajectory generation method and algorithms for opening / closing valves in various situation is proposed. In the real disaster state which human cannot approach, initial response of hu-manoid robot is the only hope. Proper initial response can prevent extensive damages of human life and eco-nomic loss. Initial response in industrial site, closing / opening valve motion is essential motion. But in the previous research, there was no system integrating sensor, manipulator and GUI techniques. To be adapted to real disaster situation like tsunami or earth quake, stability and robustness is essential. There occur many un-suspected problems in the disaster state. To control those problems and environments, this thesis presents many ways to increase stability. The research was performed with the humanoid robot, HUBO-DRC which is made by Co. Rainbow. Laser sensor, web camera and endoscopy camera were also used for visual system. Information of valves is firstly taken by laser sensor and web camera. Endoscopy camera was attached to hand and used to handle with unsuspected case. Also, not only using hand gripper but also using hand stick method is proposed to handle with various size and types of valves. To check the valve is opened or closed, FT sensor in wrist of the robot used. By all these procedure, finding, analyzing and solving the problems in the research, any valves in various locations can be opened / closed in 5 minutes.
본 연구에서는, 다양한 환경에서 밸브를 개폐할 수 있는 로봇 팔의 궤적 생성에 대한 알고리즘적인 방법에 대한 연구를 제시하고 있다. 실제로 인간의 접근이 불가능한 재난 현장에서 휴머노이드 로봇은 상황에 맞는 적절한 초동 대응을 할 수 있는 유일한 희망으로 여겨진다. 상황에 맞는 적절한 초동 대응은 재난에 의한 막대한 인적, 경제적 손실을 예방할 수 있다. 재난에 대한 초동 대응 작업이 주로 이루어지는 산업현장에서, 밸브를 개폐하는 모션은 초동 대응 작업을 위해 필수적인 동작이다. 하지만 기존의 연구들에서는 센서 및 매니퓰레이터로 이루어진 통합적인 시스템에 대한 연구가 부족하였다. 또한, 쓰나미나 지진과 같은 재난 환경에 적용되기 위해서, 이러한 시스템에는 안정성과 강인성이 필수적이다. 재난 현장에서는 예상할 수 없는 많은 문제들이 발생하기 때문이다. 이러한 문제들과 재난 환경을 제어하기 위해서, 본 연구에서는 안정성을 높일 수 있는 여러 방법들을 제시하였다. 본 연구는 레인보우사의 HUBO-DRC라는 휴머노이드 로봇을 기반으로 진행되었다. 레이저 센서, 웹 카메라, 내시경 카메라들 역시 비전 시스템으로 활용되었다. 밸브에 대한 정보들은 먼저 레이저 센서와 웹 카메라로 받아들여진다. 내시경 카메라는 로봇의 손에 부착되어, 여러 상황에 대처하기 위해 사용된다. 또한, 그리퍼 뿐만 아니라 핸드 스틱을 사용하는 방법을 통해, 다양한 크기와 종류의 밸브를 핸들링할 수 있다. 밸브의 개폐 여부를 확인하기 위하여, 로봇의 손목에 부착된 FT 센서가 활용되었다. 이렇게 하나하나 문제를 찾고, 분석하여 해결하는 과정을 거쳐, 다양한 위치에 존재하는 어떤 밸브라도 5분안에 개폐할 수 있는 방법을 제시하고자 하였다.
