로봇 공학, 즉 RT(Robot Technology)는 21세기 공학의 최첨단 분야라고 할 수 있다. 본 교재는 이러한 첨단 로봇 공학의 개론서이자 오늘날 급격히 발달하는 로봇기술 분야의 지침서로서 저술하게 되었다.

본 교재는 기존의 로봇 공학의 범주를 포함하여 다양한 심리학적인 면과 인간공학적인 면을 포괄하여 저술하였다. 또한 공학도로서 다루어야 할 다양한 로봇 공학의 지식과 더불어 앞으로 살아가면서 다양한 로봇세계에 준비하는 마음이 필요할 것 같아 본 교재의 제목을 교육과정에 따라 로봇 공학이라 하였다.

그동안 필자가 오랫동안 로봇 공학 분야를 전공하고 공부하여 왔지만, 로봇 공학이라고 하면 수많은 수식과 해석을 떠올리는 경우가 많았다. 그래서 필자가 최대한 재미있게 설명하며 강의를 진행해도 학생들이 관심을 갖게 하는 데 어려움이 따랐다. 그래서 프로젝트식 수업 방식을 채용하여 강의 내용을 설명하고, 또한 본인이 생각하고 느낀 점이나 각종 미디어 및 인터넷 매체를 통해 최근의 경향 등을 조사하고 발표하게 하여 가능한 한 학생들을 수업에 동참시키려 노력해 왔다. 그리고 그 결과 많은 학생들이 강의를 듣기 전과 들은 후의 느낀 바가 크게 차이 나는 것을 매년 느껴왔었다.

이처럼 본 교재는 어렵게 느껴지는 복잡한 수식은 가능한 줄이고 사진 및 그림 도형을 비롯하여 쉬운 설명을 많이 넣어서 로봇의 전체적인 구조와 형상 등을 입체적으로 이해할 수 있도록 구성하였다.

본 교재의 구성은 다음과 같다.

제1편에서는 로봇 공학의 일반적인 개요와 그 구성을 설명하였다. 우선 로봇이 무엇인지 설명하였으며, 그 역사적인 배경부터 현재와 미래에의 응용도 기술하였다. 그리고 이어지는 절에서는 로봇기술과 로봇의 분류, 엑추에이터와 로봇 제어를 다뤘으며, 또한 센서와 이동기구, 로봇의 말단장치인 그리퍼를 기술하였다.

제2편에서는 실제 로봇 공학 분야에서 활발히 연구가 진행되어온 다양한 로봇을 다루었는데, 휴먼 로봇과 애완동물 로봇, 실용 작업 로봇, 최근 인기를 끌고 있는 청소 로봇, 엔터테인먼트 로봇을 기술하였다.

본 교재를 통하여 급변하는 로봇기술의 한 분야를 익히고, 또 접하는 계기가 될 수 있을 것이다. 또한 강의가 끝난 후 리포트로 제출하여야 하는 로봇의 최신 경향 및 동향을 이해하는 데에도 크게 도움이 될 것으로 본다. 그러나 본 교재는 로봇 공학의 모든 분야 중에 극히 일부분에 지나지 않는다. 따라서 본 교재의 내용은 급속히 진화하는 로봇 공학에 발맞추어 진화하고 발전되고 또 수시로 업데이트되어야 하기도 하다. 그렇기에 로봇 공학의 현 모습을 나열하고, 다양한 실제응용의 예, 그리고 학생들의 최신의 리포트도 포함하고 있으며, 신문이나 웹상에 올라온 최신 기사도 스크랩의 형식으로 채용할 수 있으며, 영화나 기사 등도 아주 좋은 교재가 될 수 있음을 밝혀둔다.

아무튼 교재의 형식을 빌려 차례와 제목을 붙여 본 교재를 세상에 내놓게 되었지만, 형식과 순서에 관계없이 읽어도 무방하리라 생각된다. 본 교재가 2~3시간 정도의 강의의 한 학기 교재로 활용되어 본 교재를 통해 로봇 공학의 개념을 확실히 한 뒤 훗날 실무 현장에 나아가서 더욱 발전된 로봇을 접하기를 기대한다.



2022년 7월 여름

01 로봇 공학 일반
1-1 로봇이란?
1.1.1 자동화와 로봇
1.1.2 역사적 배경
1.1.3 로봇의 기술
1.1.4 경제적 및 사회적 문제
1.1.5 현재와 미래에의 응용
1.1.6 요약
연습문제

1-2 로봇 기술
1.2.1 기본 개념
1.2.2 일반적 특성
1.2.3 기본 구성요소
1.2.4 로봇 해부학
1.2.5 로봇 세대
1.2.6 로봇 선택
1.2.7 요약
연습문제

1-3 로봇 분류
1.3.1 분류
1.3.2 팔 기하학
1.3.3 자유도
1.3.4 동력 공급장치
1.3.5 운동의 유형
1.3.6 경로제어
1.3.7 지능 레벨
1.3.8 요약
연습문제

1-4 엑추에이터와 로봇 제어
1.4.1 엑추에이터 제어
1.4.2 로봇 제어
1-5 센서 및 이동기구
1.5.1 센서
1.5.2 이동 기구

1-6 로봇의 말단장치(Robot End Effectors)
1.6.1 말단장치의 유형
1.6.2 기계적 그리퍼
1.6.3 그리퍼의 힘 해석
1.6.4 다른 형태의 그리퍼
1.6.5 특수한 용도의 그리퍼
1.6.6 그리퍼의 선정과 설계
1.6.7 가공공구
1.6.8 컴플라이언스
1.6.9 요약
연습문제


02 로봇 공학 응용
2-1 휴먼 로봇
2.1.1 직립 보행 로봇 「ASIMO」
2.1.2 토종 로봇 「아미」, 「미모트」
2.1.3 인간의 발을 가진 「isamu」
2.1.4 로봇 연구 플랫폼 「HOAP-1」
2.1.5 완벽한 균형 「SDR-4X」
2.1.6 오픈 소스 로봇 「PINO」
2.1.7 블루투스 원격조작 로봇 「morph」
2.1.8 전투 로봇 「Zaku」
2.1.9 무(無)센서 로봇 「RB007」
2.1.10 인간 친화형 로봇 「아이꼬마」

2-2 애완동물 로봇
2.2.1 근 미래형 로봇 AIBO, 「ERS-220」
2.2.2 고양이 로봇 「네코로」
2.2.3 벌레 로봇 「B.I.O. Bugs」
2.2.4 코알라 로봇 「Teddy」
2.2.5 물고기 로봇 「실러캔스」
2.2.6 감성 로봇 「라이」
2.2.7 커뮤니케이션 로봇 「BN-1」
2.2.8 3세대 「AIBO」
2.2.9 「랏테」의 성격과 움직임
2.2.10 「랏테」의 동작 모드
2.2.11 그 외 새로운 로봇

2-3 실용 작업 로봇
2.3.1 WTC 구조 로봇
2.3.2 원격 조작 로봇 「TMSUK」
2.3.3 탑승 로봇 「Zemos」
2.3.4 간호 로봇 「레지나」
2.3.5 달팽이 킬러 「SlugBot」
2.3.6 두더지 로봇
2.3.7 구조로봇 「Ice Crawler」
2.3.8 경비 로봇
2.3.9 물총 로봇 「Robo-boat」
2.3.10 변형 가능 모듈형 로봇
2.3.11 GPS를 이용한 작업 로봇
2.3.12 냄새의 달인 「Robo Lobster」
2.3.13 24시간 접속 로봇 「후렛츠」
2.3.14 위험 작업용 로봇 「롭해즈」
2.3.15 화성 개발 로봇
2.3.16 수술 로봇
2.3.17 지뢰제거 로봇 「COMET-1」
2.3.18 장애인을 돕는 로봇 「리더블」
2.3.19 호텔 로봇 「S돌」
2.3.20 비서 로봇 「포지」
2.3.21 사람과 의사소통하는 로봇 「로보비」와 「퐁」
2.3.22 그 외 로봇

2-4 청소 로봇
2.4.1 경비 겸용 「V4 Robotic Vacuum」
2.4.2 실시간 인식 「지소지마루」
2.4.3 가정용 홈 로봇 「아이작」
2.4.4 Probotics의 「Cye」
2.4.5 Dyson의 「DC6」
2.4.6 국내 청소 로봇 「아이클레보」, 「미스터크리너」

2-5 엔터테인먼트 로봇
2.5.1 퍼스널 로봇 「R100」
2.5.2 퍼스널 로봇 「PaPeRo」
2.5.3 장난감 로봇 「DiDi」, 「TiTi」
2.5.4 위안 로봇
2.5.5 웹 기반 캐릭터 로봇 「아로」
2.5.6 인터페이스 로봇
2.5.7 웹 서버 기능 「NET-BORG」
2.5.8 완구 로봇
2.5.9 유쾌한 파트너 로봇 「메이메이」


부록
로봇 공학 용어 및 약자
로봇 용어(JIS B 0134 - 1986 준거)