모바일 센서 네트워크를 위한 에너지 효율적이고 경제적인 소형 이동 로봇의 개발

Abstract

센서 네트워킹 분야의 연구와 여러 어플리케이션에 사용할 수 있는 모바일 센서 네트워크용 소형이동로봇을 구현한다. 센서 네트워크를 구성하게 될 이 로봇은 하나하나가 센서 노드로 사용되는 다개체 이동 로봇 시스템에서의 플랫폼으로써 알고리즘, 통신 프로토콜, 나아가 어플리케이션을 연구하기 위해서 여러 가지 면에서의 제약조건을 만족하여야 한다. 한 번 배치되면 유지 보수가 어렵게 때문에 강인한 구조에 저전력으로 설계되어야 한다. 광범위한 응용 분야에 사용되기 때문에 어떠한 구조에도 효과적으로 사용될 수 있도록 유연성과 모듈성을 갖추고 있어야 한다. 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 맞게 무선 네트워크 기술을 지원해야 한다. 많은 노드가 산재되기 위해 가격이 저렴하고 크기가 작아야 한다. 이 같은 조건들을 만족시키기 위한 많은 하드웨어와 노드들이 개발되고 있고 모바일 기능을 갖춘 노드들도 개발되고 있다. 본 논문에서는 여러 조건들 중에서도 비용적인 측면과 에너지효율적인 측면에 초점을 맞추어 로봇을 설계하고 구현하기 위해 우선 전력을 가장 많이 소모하게 될 모터 및 그 밖의 구동부에 들어가게 될 전류를 MCU에서 제어하는 한 편, 기능적으로 중요한 핵심 부품인 CPU, 무선 모듈 등의 선택에 있어서 에너지효율 및 비용을 고려하여 선택하였다. 실험결과로 에너지 소모 및 기능, 비용(~$100) 면에서 다른 센서 노드용 이동로봇들과의 비교를 통해서 장점을 가짐을 보였고, 간단한 장애물 회피가 가능한 주행 어플리케이션과 RF통신 어플리케이션의 구현 또한 결과로 실었다.