PetToyBot 제작기 - Prolog

사실 만들기 시작한지는 두 달이 넘어 세 달이 다 되어간다.
다 만들고 나서 제작법을 올리려고 했으나, 그러면 나도 내용을 다 까먹거나 귀찮아서 안쓸것 같아서 이제부터라도 쓰기 시작하는 것이다.

PetToyBot은 이름 그대로 애완동물을 위한 장난감 로봇이다. 고양이나 개가 가지고 놀 장난감이 되는 로봇이란 뜻이다. 사람이 가지고 놀기 위한 개 나 고양이 처럼 생긴 로봇이 아니다! 아이보와 그 아류작들 때문에 그렇게 알아듣는 사람들이 매우 많다. 그러나 이건 개념이 다르다는 말씀^^

현재의 로봇 기술은 아직 수준이 너무 낮기 때문에 만화영화에 나오는 것 같은 수준이 되려면 아직도 멀었으나 어릴적부터 보아온 만화 덕분에 사람들의 로봇에 대한 기대는 기형적으로 높아져 있는 것이 현실이다.

심지어 로봇을 업으로 삼아 개발하고 있는 사람들 조차도 목표가 너무 커서, 제품화를 목표로 만드는 사람들이 벌써 부터 걸어다니거나 사람 심부름을 하는 로봇을 만들어 팔겠다는 발표를 심심치 않게 한다.

일본의 로봇 개발이 인간형2족 보행 로봇에 치우치는 것이 그런 대표적인 경우라고 보인다. 서구쪽의 개발 사례를 보면 2복 보행 인간형 로봇에 그다지 노력을 기울이지 않는다. 현재 실용화 가능한 로봇들을 주로 개발하고 있다. 자동차의 로봇화라든가 로봇팔의 개발 또는 다양한 형태의 로봇들이 많이 시도 되고 있다.

서구에서는 주로 현재 실용화 가능한 로봇이나 전혀 새로운 개념의 로봇들이 많이 개발되고 있고 일본이나 우리나라 같은 경우는 만화영화의 상상력의 수준에 많이 머무르고 있는 듯하다.

상상력을 자극한다고 하는 만화가 사람들의 상상력을 제한하는 경우가 아닐까 싶다. 주입식 교육의 결과이기도 하겠다.

제작기에 서론이 너무 길어졌다 --;

아무튼 현재 기술로 가능한 적용분야를 찾는 것이 로봇의 발전에 매우 중요하다는 것이 내 생각이고 그래서 생각해 낸 것이 애완동물용 장난감 로봇이다.

애완동물은 사람처럼 기대가 크지 않기 때문에 단순한 기능으로도 만족(?)할 것이라고 보기 때문에 현재의 기술로도 충분히 제 기능을 하는 로봇을 만들 수 있을 것이라는 것이다.

또한 기능이 단순해야 가격도 저렴해지고, 그래야 일반인들이 사서 경험해 볼 수 가 있을테고, 또  그래야지 로봇기술이 발전하는 데 조금이라도 도움이 될 것이다.


작년에 고양이를 키우는 친구들과 살았던 경험이 펫토이봇 아이디어를 생각하는데 많은 도움이 된것 같다. 그 친구들을 보니 고양이 장난감에 생각이상의 돈을 쓰고 있었고, 고양이도 장난감이 필요하구나 하는 생각을 하게 해주었다.

사실 고양이는 혼자서도 잘 있는다고 하니 고양이보다는 혼자 두면 우울증에 걸린다는 개에게 아마 펫토이봇이 더 도움이 되지 않을까 싶다.

펫토이봇의 작동방식은 적외선 동작 감지기로 애완동물을 감지하여 단순히 그 동물이 있는 방향으로 이동해가는 방식이다. 거기에 장애물 감지 센서를 달아서 벽이나 가구, 낭떠러지를 피하는 기능을 넣는 정도로 끝이다.

이동방식은 단순히 바퀴를 이용하기로했다. 네 다리로 걷는것은 현재로서는 그다지 고려하고 있지 않다. 원하는 기능이 꼭 걸어다녀야 얻어지는 것이 아니기 때문이다. 고양이에게 있어 어기적거리고 걸어오는것이 바퀴달고 굴러오는 것과 뭐가 그리 다를까?

로봇이 고양이 처럼 잽사게 네다리로 뛰어 다닐 수 있게 된다면 그 때 의미가 있을 것이다. 돈 많고 시간 많은 사람들이 연구해서 좀 싸게 만들 수 있게되면 나도 시도해보겠다. 나는 그렇지가 못해서 그냥 바퀴로 굴리련다.

사실 나도 뒤뚱거리며 걷는 이족보행 로봇들을 볼 때 마다 답답한 마음에 내가 하면 펄쩍펄쩍 뛰게 할 수 있을 것 같다는 착각과 상상도 해보지만, 아무리 생각해봐도 지금의 시판 부품들(기술수준)로 내가 할 수 있는 일은 아니다.

펫토이봇의 작동은 빛을 향해서 이동하는 짚신벌레처럼 단순하지만, 나름대로 자율적이다. 인간이 조종을 하지 않아도 스스로 자신의 신념대로 움직인다는 점에서 인간의 무선조종으로 격투를 벌이는 2족보행로봇보다는 더  진보된 로봇이라고 자부한다

적외선 동작 감지 센서는 아파트 현관문위에 달려 있는 센서와 같은 종류의 것이다. 단순히 적외선을 감지하는 센서는 태양빛 등 외부의 영향을 많이 받기 때문에 적외선의 변화량을 감지하는 방식으로 작동한다.

내부적으로 두 개의 적외선 감지 소자가 같은 극을 마주하고 약간의 물리적 거리를 한 채로 연결되어 있기 때문에 두 소자에서 나오는 전압이 대치하고 있는 상황에서 어느 한쪽이 커지면 외부로 전압이 나오는 구조로 보인다. 아래는 센서의 내부구조이다. +극이 서로 마주하고 연결되어 있는 것이 보인다.

위와 같은 구조이기 때문에 단순히 적외선이 많이 들어 온다는 것 만으로는 센싱이 되지 않고, 작은 두 감지 소자 간에 감지된 적외선이 다를 때, 그러니까 적외선 소스가 센서 앞에서 움직이고 있을 때 감지가 되는 것이다.

펫토이봇을 구현하기 위해서는 사실 움직이지 않고 가만히 있는 동물도 감지 할 수 있어야 하지만 그런 센서가 없는걸 어쩌랴 --; 적외선 카메라를 달아서 영상 분석을 하면 가능하겠지만 펫토이봇에는 과한 투자 이기 때문에 현관문등에 다는 램프로 만족할 수 밖에 없다.

사실 저 센서 소자 하나 짜리를 써서 실험해보고 싶기도 하나 팔지를 않아서 역시 패스. 소자 하나 짜리 센서가 있다고 해도 동물과 햇빛을 구분할 수 없다면, 펫토이가 아니라 아메바가 될 수도 있기 때문에 적용은 힘들듯 하다.

게다가 변화량이 아닌 절대값에 반응하게 된다면, 아침에 켜 놓고 나가면 창가에서 계속 발광을 할 것이고 그러다 몇 십 분 못가서 배터리 다 닳아버릴 공산이 크다.

이래 저래 적외선동작감지 센서가 최선의 선택이 아닌가 싶다.

로봇의 구동부분은 시판되는 만원짜리 중국제 무선조종자동차를 이용했다. 모터와 바퀴 기어박스 앞바퀴용 캐스터 케이스 등을 다 사서 만들려니 바퀴하나에 오천원이 넘는 기염(?)을 토하기도 해서 돈이 여간 아까운게 아니었다.

만원짜리 자동차에는 바퀴 넷에 기어박스 조향장치 무선조종 송 수신기 다 해서 만원인데 어찌 달랑 바퀴 하나에 오천원이란 말인가? 그래서 결국 중국인민들의 파워를 이용하기로 했다.

몇 년 전 개업식때 후배가 오면서 사온 RC자동차가 마침 몇 년 잘 가지고 논 후 이기 때문에 개조하는데 미련없이 투입할 수 있었다. 사실 이 자동차를 가지고 고양이를 골려주는데 쓰기도 했으니 이제 몸바쳐 참회의 길을 걷도록 해주는 것도 좋은 것 같다.

이 차의 조향장치는 서보 모터를 이용한것이 아니고 코일안에 자석이 들어 있는 방식으로 초경량 RC비행기의 서보 대신에 쓰이는 '액츄에이터'라고 불리는 부품의 구조와 같은 것으로 입력 전기의 극에 따라 좌우만 조향 가능한 방식이다.

이 차는 1.5V배터리 네개를 차체 밑에 넣게 되어 있는데 조향장치와 모터,  컨트롤 보드를 모두 움직이자나 전압이 딸리는 문제가 생겨서 배터리 다섯개 쓰는 차를 하나더 살까 생각중이다.  가격은 5년 전 길거리에서 팔던 만원이 이젠 그마켓에서 8,500원이다. 이자릴 빌어 중국인민들에게 감사의 마음을 전하고 싶다.

제작기를 쓰다가 서론이 무지 길어져서 제목 마처 Prolog로 바꾸었는데 쓰다보니 얼렁뚱땅 본론으로 들어가려고 한다.

자세한 것은 제작기 1편부터 다시 시작하겠다.