로봇로봇이란 무엇인가요?

로봇 개요

실질적으로 로봇은 자동으로 작업을 수행하는 기계 장치입니다. 로봇은 인간의 명령을 받아들이고, 미리 프로그래밍된 프로그램을 실행하거나, 인공지능 기술로 공식화된 원리와 프로그램에 따라 행동할 수 있습니다. 로봇은 제조, 건설, 위험한 작업 등 인간의 작업을 대체하거나 보조하는 작업을 수행합니다.

로봇은 사이버네틱스, 메카트로닉스, 컴퓨터, 재료 및 생체 공학의 고급 통합의 산물이 될 수 있습니다. 현재는 산업, 의학, 심지어 군사 등의 분야에서 중요한 용도로 사용되고 있습니다.

유럽과 미국 국가들은 로봇이 프로그래밍을 통해 변경될 수 있는 다기능을 갖춘 컴퓨터 제어 자동 기계여야 한다고 생각하지만 일본은 이에 동의하지 않습니다. 일본인은 "로봇은 사람이 제어해야 하는 조작기를 포함하는 모든 첨단 자동 기계"라고 믿습니다. 따라서 많은 일본의 로봇 개념은 유럽인과 미국인이 정의하는 것과 다릅니다.

이제 로봇에 대한 국제적인 개념이 점차 수렴되고 있습니다. 일반적으로 사람들은 로봇이 다양한 기능을 수행하기 위해 자신의 힘과 제어 능력에 의존하는 기계라는 이 말을 받아들일 수 있습니다. UN 표준화 기구는 미국 로봇 협회(American Robotics Association)에서 로봇의 정의를 채택했습니다. "자재, 부품 및 도구를 운반하는 데 사용되는 프로그래밍 가능하고 다기능적인 조작기 또는 다양한 작업을 수행하기 위한 프로그래밍 가능하고 프로그래밍 가능한 기계입니다. 특수 시스템

로봇 능력 평가 기준은 기억, 조작, 비교, 식별, 판단, 의사결정, 학습, 논리적 추론 기능 등 감정과 지각을 말하는 지능, 유연성, 다양성 또는 공간 점유성 등을 의미합니다. 물리적 에너지는 힘, 속도, 연속 작동 능력, 신뢰성, 상호 운용성, 수명 등을 의미합니다. 그러므로 로봇은 생물학적 기능을 갖춘 공간적 3차원 좌표기계라고 할 수 있다.

로봇 개발의 역사

1920년 체코슬로바키아 작가 카렐 차페크(Karel Capek)는 SF소설 『로삼의 로봇 유니버설 컴퍼니(Rosam's Robot Universal Company)』에서 로보타(체코)를 원작으로 하여 원래 뜻은 " 노동, 열심히 일하다')와 Robotnik(폴란드어, 원래는 '노동자'를 의미함)이 '로봇'이라는 단어를 만들었습니다.

웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니(Westinghouse Electric Company)가 제작한 가정용 로봇인 일렉트로(Elektro)는 1939년 미국 뉴욕 세계박람회에 전시됐다. 케이블로 제어되고, 걸을 수 있고, 77단어를 말할 수 있고, 심지어 담배도 피울 수 있지만 실제로 집안일을 하기에는 아직 멀었다. 그러나 이는 가정용 로봇에 대한 사람들의 비전을 더욱 구체적으로 만듭니다.

1942년 미국 SF의 대가 아시모프는 '로봇공학의 3가지 법칙'을 제안했다. 이는 공상과학소설의 창작물에 불과했지만 나중에 학계에서는 기본 R&D 원칙이 되었습니다.

1948년 노베르트 위너(Norbert Wiener)는 기계와 인간의 신경 및 감각 기능의 통신 및 제어 기능에 대한 일관된 법칙을 자세히 설명하고 컴퓨터 중심의 자동화 시스템을 최초로 제안한 『사이버네틱스』를 출판했습니다. 공장.

1954년 미국의 조지 드보어(George DeVore)는 세계 최초로 프로그래밍 가능한 로봇을 만들어 특허를 등록했다. 이러한 종류의 조작기는 다양한 프로그램에 따라 다양한 작업을 수행할 수 있으므로 다재다능하고 유연합니다.

1956년 다트머스 회의에서 마빈 민스키(Marvin Minsky)는 지능 기계에 대한 자신의 견해를 제시했습니다. 지능 기계는 “주변의 추상적 모델을 만들 수 있으며, 문제가 발생하면 추상 모델에서 해결책을 찾을 수 있습니다.” 이 정의는 향후 30년간 지능형 로봇의 연구 방향에 영향을 미칠 것이다.

1959년 DeVore는 미국 발명가 Joseph Engelberg와 협력하여 최초의 산업용 로봇을 만들었습니다. 이후 세계 최초의 로봇 제조 공장인 유니메이션(Unimation)사가 설립됐다. Ingeberg는 산업용 로봇의 개발 및 홍보로 인해 "산업용 로봇의 아버지"라고도 알려져 있습니다.

1962년 미국 AMF사가 'VERSTRAN'(유니버설 핸들링이라는 뜻)을 생산했는데, 이 로봇은 유니메이션사가 생산한 유니메이트와 같은 진정한 상업용 산업용 로봇이 되어 세계 각국으로 수출되며 1위를 차지했다. 전세계적인 반응. 로봇과 로봇 공학 연구의 붐.

1962~1963년에는 센서를 적용해 로봇의 조작성이 향상됐다. 사람들은 1961년 Ernst가 사용한 촉각 센서, 1962년 Tomovich와 Boney가 세계 최초의 "재주 있는 손"에 사용한 압력 센서, 1963년 McCarthy가 시각적 감지 기능을 추가하기 시작한 등 다양한 센서를 로봇에 설치하려고 시도했습니다. 1965년에는 MIT가 빌딩 블록을 식별하고 위치를 찾을 수 있는 시각 센서를 갖춘 세계 최초의 로봇 시스템을 출시하는 데 도움을 주었습니다.

1965년 존스홉킨스대학교 응용물리학연구소에서 비스트 로봇을 개발했다. Beast는 이미 소나 시스템, 광전관 및 기타 장치를 통해 환경에 따라 위치를 수정할 수 있습니다. 1960년대 중반부터 MIT, 미국 스탠퍼드대학교, 영국 에든버러대학교에 로봇공학 연구실이 잇달아 설립됐다. 미국은 센서를 갖춘 2세대 '지각력 있는' 로봇을 연구하기 시작했으며 인공지능 쪽으로 나아가고 있습니다.

1968년 미국 스탠포드 연구소는 성공적인 로봇 셰이키(Shakey)를 발표했다. 인간의 지시에 따라 빌딩 블록을 감지하고 잡을 수 있는 비전 센서가 있지만 이를 제어하는 ​​컴퓨터는 방만큼 크다. 셰이키(Shakey)는 세계 최초의 지능형 로봇으로 3세대 로봇 개발의 서막을 열었다고 할 수 있다.

1969년 일본 와세다대학교 가토 이치로 연구실에서 최초로 두 발로 걷는 로봇을 개발했다. Kato Ichiro는 오랫동안 인간형 로봇 연구에 전념해 왔으며 "인간형 로봇의 아버지"로 알려져 있습니다. 일본 전문가들은 항상 휴머노이드 로봇과 엔터테인먼트 로봇 개발에 능숙해 왔으며, 이후 한 단계 더 나아가 혼다의 ASIMO와 소니의 QRIO를 탄생시켰습니다.

1973년에는 세계 최초의 로봇과 소형 컴퓨터가 함께 작동해 미국 신시내티 밀라크론(Cincinnati Milacron)사의 로봇 T3가 탄생했다.

1978년 미국 기업 유니메이션(Unimation)이 산업용 로봇 기술의 완전한 성숙을 이룬 범용 산업용 로봇 푸마(PUMA)를 출시했다. PUMA는 지금도 공장 최전선에서 일하고 있습니다.

1984년 잉게베르그는 병원 환자들에게 식사, 약품, 우편물을 배달할 수 있는 로봇인 헬프메이트(Helpmate)를 출시했다. 같은 해 그는 “로봇에게 바닥 청소, 요리, 외출, 세차, 안전 점검까지 맡기겠다”고 전망하기도 했다.

1998년 덴마크의 레고(LEGO)사는 로봇 제작을 블록 쌓기처럼 쉽게 만든 로봇(마인드 스톰) 키트를 출시했고, 비교적 간단하고 마음대로 조립할 수 있게 되면서 로봇이 등장하기 시작했다. 개인적인 세계.

1999년 일본 소니사가 개 모양의 로봇 아이보(AIBO)를 출시한 뒤 곧바로 품절됐다. 이후 엔터테인먼트 로봇은 로봇이 일반 가정에 진출하는 방식 중 하나로 자리 잡았다.

2002년 덴마크 기업 아이로봇(iRobot)은 장애물을 피하고 자동으로 이동 경로를 설계하며, 배터리가 부족하면 자동으로 충전소까지 주행하는 진공청소 로봇 룸바(Roomba)를 출시했다. Roomba는 현재 세계에서 가장 많이 팔리고 가장 상업적인 가정용 로봇입니다.

2006년 6월 마이크로소프트는 마이크로소프트 로보틱스 스튜디오(Microsoft Robotics Studio)를 출시했다. 빌 게이츠는 가정용 로봇이 곧 전 세계를 휩쓸 것이라고 예측했다.

로봇 분류

SF소설에서 태어나 사람들은 로봇에 대한 환상으로 가득 차 있다. 아마도 로봇이 사람들에게 상상과 창조의 여지를 충분히 제공하는 것은 바로 로봇에 대한 모호한 정의 때문일 것입니다.

작동 로봇: 자동 제어 가능, 반복 프로그래밍 가능, 다기능, 여러 자유도 보유, 고정 또는 이동 가능, 관련 자동화 시스템에 사용됩니다.

프로그래밍 가능한 로봇: 미리 요구되는 순서와 조건에 따라 로봇의 기계적 움직임을 순차적으로 제어합니다.

로봇 교육 및 재현: 안내나 기타 방법을 통해 로봇 동작을 먼저 교육하고 작업 프로그램을 입력한 후 로봇이 자동으로 작업을 반복합니다.

CNC 로봇: 로봇을 움직이게 할 필요가 없으며, 수치, 언어 등을 통해 로봇이 학습되고, 학습된 정보를 바탕으로 로봇이 작업을 수행합니다.

감각 제어 로봇: 센서에서 얻은 정보를 사용하여 로봇의 움직임을 제어합니다.

적응형 제어 로봇: 로봇은 환경 변화에 적응하고 자신의 행동을 제어할 수 있습니다.

학습 제어 로봇: 로봇은 작업 경험을 "이해"할 수 있고 특정 학습 기능을 가지며 작업에서 "학습된" 경험을 사용합니다.

지능형 로봇: 인공지능을 이용해 자신의 행동을 결정하는 사람.

우리나라 로봇 전문가들은 응용 환경에 따라 로봇을 크게 산업용 로봇과 특수 로봇 두 가지로 분류한다. 소위 산업용 로봇은 산업 현장을 지향하는 다관절 조작기 또는 다자유도 로봇을 말합니다. 특수로봇은 산업용 로봇 이외의 다양한 첨단 로봇으로 비제조업에서 인간에게 봉사하는 서비스 로봇, 수중 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 군용 로봇, 농업용 로봇, 로봇 기계 등을 말한다. 특수 로봇 중에는 서비스 로봇, 수중 로봇, 군용 로봇, 마이크로 오퍼레이션 로봇 등 일부 분야가 빠르게 발전하고 독립적인 시스템을 형성하는 경향이 있다. 현재 국제 로봇 공학자들은 로봇을 응용 환경에 따라 제조 환경의 산업용 로봇과 서비스용 로봇, 비제조 환경의 휴머노이드 로봇으로 분류합니다. 이는 우리나라의 분류와 일치합니다.

공중로봇은 드론이라고도 불린다. 군용로봇 계열 중 드론은 과학연구 활동이 가장 활발하고, 기술이 가장 많이 발전했으며, 연구조달 자금에 대한 투자가 가장 많고, 가장 부유한 분야다. 최근 몇 년간의 실제 경험. 80여년 동안 세계 드론 개발은 기본적으로 미국이 주도해 왔다. 드론의 기술 수준과 종류, 수량 측면에서 미국은 세계 1위다.

로봇 종류

"Einsatzgruppe" UAV

무인항공기 개발의 역사를 살펴보면 현대전이 무인항공기의 위력 발전을 촉진한다고 할 수 있다 . 그리고 드론은 현대 전쟁에 점점 더 많은 영향을 미치고 있습니다. 제1차 세계대전과 제2차 세계대전 당시 드론이 등장해 활용됐지만 기술 수준이 낮아 큰 역할을 하지 못했다. 한국전쟁 당시 미국은 무인정찰기와 공격기를 운용했으나 그 수가 제한적이었다. 이어진 베트남전쟁과 중동전쟁에서 드론은 없어서는 안 될 무기체계가 됐다. 걸프전, 보스니아 전쟁, 코소보 전쟁에서는 드론이 정찰기의 주력 기종이 됐다.

프랑스의 "Kestrel" 무인 항공기

베트남 전쟁 동안 미 공군은 2,500대의 항공기가 격추되었고 5,000명 이상의 조종사가 사망했습니다. 미국은 소란에 빠졌습니다. 이러한 이유로 미 공군은 드론을 더 자주 사용합니다. 예를 들어, "Buffalo Hunter" 드론은 북베트남에서 2,500회 이상의 임무를 수행하여 초저고도에서 사진을 촬영했으며 손상률은 4%에 불과했습니다. AQM-34Q 147 Firebee UAV는 500회 이상 비행하여 전자 도청, 전파 방해, 금속 왕겨 투척, 유인 항공기 채널 개방 등을 수행했습니다.

고고도 무인 정찰기

1982년 베카 계곡 전투 당시 이스라엘군이 공중 정찰을 통해 발견했다. 시리아는 베카 계곡에 대규모 병력을 집중시켰다. 6월 9일, 이스라엘군은 시리아군을 감시하기 위해 미국제 E-2C '호크아이(Hawkeye)' 조기경보기를 파견하는 동시에 '스카우트(Scout)'와 '도그(Dog)' 무인기를 매주 70회 이상 출격시켰다. 공항은 시리아군의 대공방어 진지를 표적으로 삼기 위해 이날부터 반복 정찰을 실시하고, 포착된 영상을 조기경보기와 지상사령부로 전송한다. 이 방법으로 이스라엘군은 시리아군의 레이더 위치를 정확히 파악한 뒤 '울프(Wolf)' 대레이더 미사일을 발사해 시리아군의 레이더와 미사일, 자주대공포 다수를 파괴해 시리아군을 무력화시켰다. 레이더가 켜지지 않도록 이스라엘군의 유인 항공기가 표적을 공격할 수 있는 조건이 만들어졌습니다.

팬텀무인항공기

1991년 걸프전이 터지자 미군이 가장 먼저 직면한 문제 중 하나는 광활한 모래바다에서 이라크의 숨겨진 스커드 미사일 발사대를 찾는 일이었다. . 유인 정찰기를 사용하게 되면 사막 위를 왔다 갔다 해야 하며, 이라크군의 대공포 화력에 장기간 노출돼야 하는 매우 위험한 상황이다. 이 때문에 드론은 미군 공중정찰의 주력 전력이 됐다. 걸프전 기간 동안 미군이 가장 많이 사용한 드론은 '파이오니어' 드론이었다. 미군은 걸프 지역에 파이오니어 드론 중대 6개를 배치해 총 522회 출격했으며, 비행시간은 최대 1640시간. 그 당시에는 낮이나 밤이나 항상 파이오니어 드론이 매일 만 위를 날고 있었습니다.

이라크군이 해안을 따라 구축한 강력한 방어선을 무너뜨리기 위해 USS 미주리 전함은 2월 4일 밤 해상으로 출항했다. 파이오니어 드론은 갑판에서 이륙해 드론과 함께 사진을 찍었다. 적외선 정찰 장치. 지상 표적의 이미지를 획득하여 지휘 센터로 전송합니다. 몇 분 후, 전함에 장착된 406mm 함포가 목표물에 포격을 가하기 시작했고, 동시에 드론은 계속해서 함포를 교정했습니다. 이후 전함 위스콘신함은 미주리함을 인수해 3일간 포격을 이어가며 이라크군의 포병진지와 레이더망, 지휘통신거점을 완전히 파괴했다. 걸프전 당시 파이오니어 무인항공기는 전함 2척에서 단독으로 151회 출격해 530시간 이상 비행하며 표적 수색, 전장 경고, 해상 요격, 해군 포병 지원 등의 임무를 완수했다.

브레벨 무인기 출시

걸프전 당시 파이오니어 무인항공기는 미 육군의 선구자가 됐다. 육군 7군을 대상으로 공중정찰을 실시해 이라크군 탱크와 지휘소, 미사일 발사 장소 등을 대량으로 촬영해 헬기부대에 전송한 뒤 미군은 '아파치' 공격헬기를 투입해 공격했다. , 필요한 경우 화력 지원을 위해 포병 부대를 호출할 수도 있습니다. 파이오니어 항공기의 생존성은 매우 강하다. 319기 중 단 한 대만이 타격을 입었고, 전자파 간섭으로 인해 4~5대가 추락했다.

미군 외에도 영국, 프랑스, ​​캐나다 등도 드론을 파견했다. 예를 들어, 프랑스의 "Fawn" 사단에는 "Marte" 드론 소대가 장착되어 있습니다. 프랑스군은 전투를 위해 이라크 깊숙히 들어갔을 때 먼저 드론을 보내 적의 상황을 탐지한 것을 토대로 이라크군의 탱크와 포병 진지를 피했다.

1995년 보스니아 전쟁 당시 병력의 긴급한 수요로 인해 '프레데터' 드론은 신속하게 최전선으로 이송됐다. "프레데터(Predator)"는 보급선, 탄약 창고, 세르비아군의 지휘 본부에 대한 NATO 공습에서 중요한 역할을 했습니다. 먼저 정찰을 실시하고, 표적을 발견한 후 유인 항공기를 공격하도록 유도한 뒤 전투 결과를 평가한다. 또한 UN 평화유지군에 보스니아 헤르체고비나의 주요 도로에서 군용 차량의 이동을 제공하여 양측이 평화 협정을 준수하고 있는지 여부를 확인합니다. 따라서 미군은 프레데터를 "전장의 저고도 위성"이라고 부릅니다. 실제로 위성은 전장의 순간적인 이미지만 제공할 수 있는 반면, 드론은 오랫동안 전장 위를 맴돌 수 있기 때문에 전장의 지속적인 실시간 이미지를 제공하는 것도 위성을 사용하는 것보다 훨씬 저렴합니다.

1999년 3월 24일, 미국이 이끄는 나토(NATO)는 '인권 수호'를 빙자하여 유고슬라비아에 대한 무차별 폭격을 시작했고, 전 세계를 충격에 빠뜨린 '코소보 전쟁'이 발발했다. 78일간의 폭격 동안 NATO군은 32,000대의 항공기를 파견하고, 40척 이상의 선박을 배치하고, 13,000톤의 폭탄을 투하하여 제2차 세계대전 이후 유럽에 유례없는 대혼란을 일으켰습니다.

유고슬라비아의 산악 지형과 숲이 우거진 지형, 비오는 날의 기후 조건은 NATO 정찰 위성과 고고도 정찰기의 정찰 효과에 큰 영향을 미쳤으며, 세르비아군의 대공 화력은 매우 치열하며, 유인 정찰기 NATO 공군은 감히 저공 비행을 할 수 없었기 때문에 구름 아래의 표적을 식별하고 공격할 수 없었습니다. NATO는 사상자를 줄이기 위해 드론을 광범위하게 사용합니다. 코소보 전쟁은 세계에서 가장 많은 드론이 투입된 전쟁으로 국지전 중 드론의 역할이 가장 컸다. UAV는 천천히 비행하고 낮은 고도에서 비행하지만 크기가 작고 레이더 및 적외선 특성이 작고 잘 은폐되고 공격받기 쉽지 않으며 중저고도 정찰에 적합하며 위성을 선명하게 볼 수 있습니다. 그리고 유인 정찰 항공기.

코소보 전쟁 당시 미국, 독일, 프랑스, ​​영국은 미 공군의 '프레데터(Predator)', 육군의 '헌터(Hunter)' 등 6종 200여 대의 드론을 파견했다. 그리고 해군의 "Pioneer", 독일의 CL-289, 프랑스의 "Crecerelles", "Hunter", 그리고 영국의 "Phoenix" 드론을 기다려주세요.

코소보 전쟁 당시 무인항공기는 주로 중고도 정찰 및 전장 감시, 전자 방해, 전투 결과 평가, 표적 위치 확인, 기상 데이터 수집, 전단지 배포 및 조종사 구조 등의 임무를 수행했습니다.

코소보 전쟁은 전쟁에서 드론의 위상을 크게 향상시켰을 뿐만 아니라 드론에 대한 각국 정부의 관심을 끌었다. 미국 상원 군사위원회는 10년 이내에 군이 충분한 수의 무인 시스템을 준비하여 15년 이내에 저고도 공격기의 3분의 1이 드론이 되고, 지상 전투 차량의 3분의 1이 무인 항공기가 되어야 한다고 요구합니다. 공중 차량. 이는 조종사와 유인 항공기를 무인 시스템으로 교체하는 것이 아니라, 이를 활용하여 유인 항공기의 성능을 보완하여 고위험 임무에 조종사의 사용을 최소화하는 것입니다. 드론의 발달은 현대전 이론과 무인전체계의 발전을 확실하게 촉진할 것이다.

로봇 경찰

소위 지상군용 로봇은 지상에서 사용되는 로봇 시스템을 의미하며, 평시에 경찰이 폭탄을 제거하고 중요 지역의 보안 임무를 완수하는 데 도움을 줄 수 있다. 또한 전쟁 중에도 군인을 대신하여 지뢰 제거, 정찰, 공격 등의 다양한 임무를 수행할 수 있습니다. 오늘날 미국, 영국, 독일, 프랑스, ​​일본 및 기타 국가에서는 다양한 유형의 지상군용 로봇을 개발했습니다.