프로젝트 : 휴머노이드 시작

프로젝트 : 휴머노이드

모처럼 다시 시작이네요 ^^

요즘 이런저런 고민에 빠져 있다가 드디어 다시 시작하려고 합니다.

과거에 만들어 봤던 것이 많지는 않지만 처음 시작했던 것이 거미 로봇을 만들려고 했던 거에요. 무슨 생각이었는지는 모르겠지만 A부터 Z까지 전부 직접 만들 생각으로 시작을 했었는데요, 기계공학이나 전자공학에 지식이 0이었던 전 만들다 결국 포기를 합니다.

그때 사진이 남아 있네요.. (부끄럽습니다. 그렇지만 여러분도 바보짓 하지 말라고..;)

그냥 다리만 까딱 거리는 거 보이시죠? 다른 자료가 남아있지 않아서 더 자세히는 보여드리기 어렵겠지만 기계관절에 대한 몰이해를 바탕으로 만들어서 결국 돈만 많이 쓰고 포기를 했지요. 하지만 실패는 다음번 성공을 위한 발판이라고 생각해야죠. 아래의 교훈을 얻었거든요.

로봇 제작에 중요한 부분

지금부터 말씀 드리는 것은 그 동안 삽질한 결과입니다.

우선 로봇 제작에 가장 중요한 것은 아무래도 목적이겠지요. 물론 저 같은 취미생활로 만드는 사람은 아무 생각없이 그냥 ‘인간을 만들어 볼까?’해서 시작하는 것이구요. 만약 어떤 목적 – 과재라든가, 시험이라든가, 경시대회라든가 – 이 있다면 가장 효과적인 방법을 찾는게 나을것 같습니다. 저 같은 일반인이 로봇을 제작하려면 엄청난 비용과 도구, 그리고 시간과 노력이 필요하니까요.

1. 목적에 맞는 형태

가능하면 목적에 딱 맞는 형태만 생각하시는게 좋을 것 같습니다. 이쁘거나 멋진거 이런거 다 필요없고 어떤 목적이냐에 따라 딱 필요한 형태를 생각해 보는 겁니다. 예를 들면 청소하는 로봇을 생각해 볼까요? 청소 로봇이라면 청소 기능과 움직이는 기능, 그리고 그 움직임을 제거하는 기능만 있으면 되겠지요. 뭐 복잡한 기능을 넣으려고 하시면 저 처럼 지옥을 보시게 됩니다.

 그럼 어떤 형태가 나을까요? 그건 얼마든지 레퍼런스가 있습니다. 가장 쉽게 생각해도 도로 청소용 자동차가 있지요. 아니면 로봇 청소기라든가.

1347.jpg
파주시, 저탄소 친환경 노면청소차량
간단히 뉴스만 뒤적여도 쓸만한 사진이 많이 나옵니다. 이 자동차 보시면 솔이 달려있고 바퀴가 달려있고 그게 끝이죠? 그러면 대충 이런 형태로 만들면 되는 거겠죠 뭐… 사람이 들어가지 않으니 로봇의 제어만 신경쓰시면 되는 것이구요. 가능하면 이미 만들어져 있는 형태를 참조하시는게 나을 것 같습니다. 참조할 자료는 다른 사람이 만든 로봇이든 동물이든, 곤충이든 얼마든지 있습니다.
2. 기계적 구조의 구상
저는 이 부분에서 가장 힘들었습니다. 제가 기계공학적 지식이 전혀 없는 인간이라 그냥 튼튼하고 중간에 나사선이 없는 나사 같은 것을 쓰면 얼마든지 관절운동을 구현할 수 있겠거니 했지요. 하지만 진실은 가혹했습니다.. ㅠㅠ
정말 세상에는 엄청나게 다양한 기계 부속이 존재하고 그 모든 것들을 똑똑한 사람들이 상황에 맞게 쓸 수 있도록 분류해 놓았더군요. 우리가 봤을때 단순해 보이는 막대기도 그 종류에 따라 다양한 것이 있고, 나사도 그렇고, 모터도 그렇고, 아무튼 모든 것이 혼란의 도가니였습니다.
이 문제에 대해서는 아직 저도 해결방법을 제대로 찾지 못했지만, 그래도 나름 주위 사람의 도움을 받았답니다. 우선 R/C 제품을 조립하거나 애용하는 분들의 도움을 받으세요. R/C에는 우리가 필요한 기계 부품이 참 다양하게 존재합니다. 관절, 축, 베어링, 와셔 같은 것들이 다양하게 준비되어 있으니까 R/C 제품 사이트나 취미생활 하시는 분에게 몇 가지 물어보시면 많은 도움을 받으실 수 있습니다. 그리고 나서는…. 당연히 구입을 해야 하는데 가급적이면 구입한 부품으로 여러가지 부위에 사용할 수 있는 것을 사세요. 절대 호환성이 모자라는 부품을 사시면 안됩니다. 나중에 부품을 못 구하는 수도 생겨요. 그리고 현재 시점에서는 알리 익스프레스(https://www.aliexpress.com/)이 가장 쌉니다. 우리가 꼭 R/C 순정품을 살 필요도 없으니까요. 시간은 좀 걸리지만 그래도 돈을 아끼는 것이 중요합니다.
그리고 3D 프린터의 구입을 진지하게 생각해 보세요. 다소 거칠고 시간이 많이 걸리고 또 추가로 신경을 써야 하는 문제가 있기는 하지만 그래도 로봇의 프레임을 구상하거나 조금씩 필요한 부품, 그리고 로봇의 껍질을 만들때는 이것보다 좋은 것이 없습니다. 아무래도 프라판이나 포맥스로 만들다 보면 아쉬움을 느끼실 거라 말씀드리는 겁니다. 이왕이면 껍질을 잘 갖추고 있으면 훨씬 마음이 뿌듯하거든요. 가능하면 싼 것을 사시라는 말씀을 다시 한번 드릴께요. XYZ printing에서 나온 제품들도 싸고, Anet에서 나온 제품들도 싼 것이 많이 있습니다. 어차피 필라멘트를 녹여서 쏘는 형태의 3D프린터는 레이저로 가공하는 것 보다 정밀도 부분에서 떨어지고 뒤처리도 필요하니까 굳이 비싼 것을 살 필요가 있나 싶습니다.
3. 전자 부품의 선택
로봇을 구성하는 전자부품에서 가장 중요한 것을 고르라고 하신다면 전 모터와 센서를 말씀드리고 싶습니다. 저야 마이크로프로세서는 무조건 아두이노(Arduino)를 쓰기 때문에 다른것은 모르겠구요, 로봇이라는 것 자체가 센서의 정보를 받아들여서 모터를 구동하는 기계이기 때문에 이 두 가지가 가장 중요하다고 생각합니다. 모터의 경우 아시다시피 브러쉬 모터, BLDC, 서보모터, 스텝모터가 있구요, 다른 모터는 거의 사용하는 일이 없지요. 이 녀석들을 고르실 때 꼭 자체 무게와 토크를 확인하시기 바랍니다. 만약 관절 운동을 위해 관절에 모터를 설치하시려면 모터의 무게가 온전히 작동모터의 하중으로 걸리기 때문에 그 무게를 염두해 두셔야 하며, 또 모터의 무게가 로봇의 기계적 하중으로 작용하기 때문에 전체 로봇의 무게에 대한 고려가 필요합니다. 잘 못 하면 멋지게 만들었는데 옴짝달짝 못하는 로봇을 만드시게 될 겁니다.
일단… 여기까지 써 봤습니다. 물론 저 보다 더 많은 것을 아시는 분들이 잔뜩 있다는 것은 압니다. 단지 블로그에 적어 놓으면 혹시 이 분야에 관심있는 초보자 분들이 저와 같은 실수를 범하지 않을 것 같아서 적어보는 것 뿐이니까요. ^^;
그럼 이 글은 계속 업데이트 하겠습니다.

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