휴머노이드 로봇의 팔을 이용한 드럼 치는 모션의 생성

Abstract

휴머노이드 로봇(Humanoid robot) 에 대한 관심이 나날이 증가하면서, 다양한 모습과 기능을 갖춘 휴머노이드 로봇들이 만들어 지고 있다. 휴머노이드 로봇의 개발은 사람의 기본적인 모습에 대한 모사에서 그치지 않고 더 나아가 사람의 다양한 모습이나 동작들을 따라하고 있다. 지금까지 이러한 동기에 맞게 개발된 로봇 중에는 자전거를 타는 로봇, 바이올린을 키는 로봇, 그림을 그리는 로봇 등 다양한 로봇들이 존재한다. 이러한 로봇들의 특징은 사람이 동작을 취할 때의 움직임을 파악하고 분석하여 최대한 사람과 가까운 형태를 가지도록 하는 것이다. 본 연구의 목적은 휴머노이드 로봇의 팔을 이용하여 사람과 같은 자연스러운 드럼 치는 동작을 생성하는 것이다. 사람은 드럼을 칠 때 원하는 소리를 만들기 위해 자연스러운 움직임과 정확한 임팩트를 드럼에 가하게 된다. 이는 사람이 임팩트를 위하여 어떠한 관절을 얼마만큼의 속도로 움직여야 하는지 자연스럽게 알고 있기 때문이다. 이러한 사람의 자연스러운 동작의 모사를 위해 먼저 사람의 실제 관절 움직임을 분석하여야 한다. 이러한 사람의 자연스러운 드럼 치는 모션을 모사하기 위해서는 먼저 사람이 각 관절에 얼마만큼의 움직임을 부여하는지 분석하여야 한다. 또한 각 관절의 움직이는 순서나 임팩트 순간의 속도 등을 고려하여야 한다. 이러한 분석을 위하여 사람의 실제 자연스럽게 드럼 치는 동작을 모션 캡쳐 하였고 사람의 손과 드럼 스틱 사이에 존재하는 흔들림을 위하여 로봇의 손에 컴플라이언스를 제작하였다. 그리고 이렇게 분석된 동작을 확인하기 위하여 실제로 팔의 trajectory를 생성하여 실험을 실행하였다.