[Humanoid] 첫 휴머노이드 작품 DODO ROBOT

 2007년 ROBOT FACTORY(로봇공장)에서 휴머노이드 제작 관련 세미나를 개최한다는 소식을 듣고 지원을 했는데 운좋게 서류가 통과되어 저렴한 가격에 양질의 휴머노이드 제작관련 기술을 배울 수 있었다. 로봇공장은 전창훈 회장님을 중심으로 휴머노이드 관련 대회에서 우수한 성적을 거두고 있는 팀인데 휴머노이드 저변 확대를 위해서 여러 부품업체의 후원을 받아 양질의 교육을 해 주셨다.

 교육 내용은  로봇프레임 설계 -> 컨트롤 보드 제작 -> 조립 -> 컨트롤 관련 로봇어플리케이션 개발로 분류 할 수 있는데 주로 Microsoft Robotics Studio 같은 가상화 플랫폼에서만 개발을 해 오다가 실제로 로봇 제작을 위해서 프레임을 디자인하고 컨트롤 보드를 제작하면서 제작 기술에 관한 다양한 기술을 배울 수 있었다.
 
1. 로봇 프레임 설계

 로봇 프레임을 설계할 때 우선적으로 고려해야 할 부분은 제작할 로봇이 수행할 목적을 정확히 파악하고 적절한 자유도를 구상하여 설계하는 것이라고 생각한다. 로봇이 좀 더 다양한 모션을 수행하기 위해서는 그 만큼 자유도가 증가하게 되어 설계가 복잡해지고 모터수가 증가하는점을 고려할 때 욕심을 부리지 않고 적절한 선에서 자유도를 정하는 것이 중요하다고 생각한다.
 

그림1. Autocad Inventor 8을 이용한 로봇 프레임 설계

로봇공장에서 교육을 받을 때 EBS 로봇 대회에 출전하려는 목적으로 디자인을 해서 손 부분에 그리퍼가 있는 것이 특징이다. 처음 디자인 한 것이라 기존의 다른 로봇의 디자인을 많이 따라해서 로봇만의 고유한 특징이 없다는 것이 조금 아쉬웠다. 


2. 컨트롤 보드 제작

 컨트롤 보드의 주요 기능은 로봇과 제어명령기(무선 조종기 or 컴퓨터) 가 원활하게 블루투스 통신을 할 수 있도록 제어하고, 입력받은 명령어에 따라 해당 모터에게 값을 넘겨주는 역할을 한다.  컨트롤 보드는 Atmel 사의 ATmega128을 이용해서 제작이 되었는데 하드웨어 지식이 전혀 없는 나로써는 회로도를 보고 납땜하는 것도 굉장히 힘든 일이었지만 재미있는 경험이었다.

그림2. 컨트롤 보드 회로도

 교육받을 당시 현업에 종사하시는 분들이 많아서 회로도를 보고 쉽게 이해하시고 따라하셨는데 나만 이게 뭔가 골똘히 생각하고 도움을 청했던 기억이 떠오른다^^;


3. 조립

 디자인을 가공업체에 맡기면 낱개의 부품을 받게 되는데 각 각의 부품들을 모터와 조립하면 로봇의 형체가 완성된다. 디자인 할때 동작들간의 간섭을 충분히 고려해야 하는데 막상 조립을 하고나서 제어를 해보니까 의외의 부분에서 간섭이 나타나서 당황했던 기억이 난다. 
 모터는 ROBOTIS 사의 AX-12를 사용했는데 로봇 대회에 출전하는 분들은 대부분 훨씬 좋은 토크와 기능을 보이는 모터를 사용한다. 하지만 처음 제작하고 비용이 많이 드는 문제로 가장 저렴한 모터를 선정하였다 ㅋㅋㅋ.
(가격대비 성능이 뛰어난 모터라고 교육해주신 분들이 말씀해 주셨다.)

그림3. 로봇 외형 조립 완성사진


4. 컨트롤 관련 어플리케이션

 교육 스케줄이 당시 로봇공장 팀이 각종 대회에 참가하는 관계로 일정이 많이 미루어 지면서 다른 파트에 비해서 비교적 교육을 많이 받지 못했다. 결국 로봇이 완성되고 작동, 제어를 위한 어플리케이션을 만들지 못하면서 로봇공장에서 사용하고 있는 어플리케이션 릴리즈 버전을 받아 테스트 하였다.

그림4. 로봇 제어관련 어플리케이션

 처음 시작할 때 블루투스 통신의 연결을 허가하고 연결이 제대로 이루어지면 작동이 되는 프로그램이다. 왼쪽 로봇 형상에 있는 숫자는 모터의 각도가 표시되어있는 숫자인데 이숫자를 조절하면 모터가 작동하여 동작이 이동하게 된다. 중앙에 있는 부분은 모션을 만들고 나서 저장, 읽기, 쓰기 등이 되는 기능이고, 화면 우측 상단에 빈 화면은 로봇이 통신하고 있는 값을 띄워주는 일종의 디버그 창인것 같다.
 
 현재는 기존의 로봇공장에서 제공받은 어플리케이션을 사용하지 않고 본인이 제작한 프로그램으로 제어를 하고 있는데, 처음에 만든 로봇의 프레임을 활용해서 몇가지 디바이스를 더 포팅 시켜서 향상된 기능을 하는 로봇을 제작 중인데 그것이 완성되면 그때 어플리케이션도 같이 공개 할 예정이다. 

 로봇에 대한 호기심은 많았지만 막상 처음을 어떻게 시작해야 할지 몰라서 굉장히 고민이 많았는데 너무나도 좋은 기회를 제공해준 로봇공장 팀에게 감사하다. 또한 전창훈 회장님께서 바쁘신 일정에도 불구하고 로봇에 대한 애정으로 다양한 기회를 제공해 주셔서 감사하다.