미래 사회의 시작,

로봇용 애플리케이션을 준비할 때이다.

이제 로봇은 이전의 상상과 애니메이션 속에서만 존재하는 것이 아닌, 직접 만져 볼 수 있고 체험할 수 있는 모습으로 우리 곁에 성큼 다가온 것처럼 느껴진다. 하지만, 로봇 사회로 발전해 가기 위해서는 아직 갈 길이 멀고, 또 반드시 거쳐 가야 할 과정들도 많이 남아 있다. 특히, 그 중에서 가장 필요한 부분이 로봇용 애플리케이션의 개발이라고 생각한다.

흔히, 로봇용 애플리케이션이라 하면, 대부분의 사람들은 마이크로프로세서에서 수행되는 세밀한 프로그램을 상상하기 쉽다. 물론 그 동안 이러한 프로그램들이 로봇용 애플리케이션을 대변해 온 것은 사실이지만, 컴퓨팅 파워의 발전과 인공지능 기술의 발전은 로봇용 애플리케이션에게 보다 더 중요한 역할을 요구하게 되었다. 바로 오케스트라에서의 지휘자와 같은 역할이다. 오케스트라의 개별 악기를 연주하는 부분을 그 동안 개별적으로 연구되어 왔던 로봇의 제어나 음성인식, 비전처리 등 인공지능 기술 분야로 간주한다면, 로봇용 애플리케이션의 새로운 역할은 이러한 개별 연구 분야들을 통합하고 조율하여 최적의 의사 결정을 내리는 기능이라 할 수 있겠다.

마이크로소프트에서는 로봇 애플리케이션 개발 또한 일반 S/W 개발자의 역할로 생각을 하고 있으며, 이러한 배경에서, 일반 S/W 개발자 또는 학생들이 쉽게 로봇 애플리케이션을 개발할 수 있도록 로보틱스 개발자 스튜디오를 보급하고 있다. 하지만, 현재 로보틱스 개발자 스튜디오를 소개하는 서적은 일부 출간이 되었으나, 로봇용 애플리케이션 개발 관점에서 다루는 서적은 전무한 상태이고, 또한 기존의 서적은 로봇에 대한 사전 지식을 요구하고 있어, 초보자나 학생들이 쉽게 시작할 수 없는 문제를 앉고 있었다.

이러한 이유에서 본서는 로봇에 대한 사전 지식이 없이도 쉽게 로봇용 애플리케이션 개발을 시작할 수 있도록 시뮬레이션 기반의 내용을 구성하였으며, 지능형 로봇을 구성하는 기본 요소에 대해서도 충분히 이해할 수 있도록 설명과 함께 다양한 활용 사례를 추가해 놓았다.

또한 기존 로보틱스를 다루는 서적과 달리, 로봇의 기본 요소를 활용하여 해결할 수 있는 시뮬레이션 미션을 준비하였으며, 이러한 미션 과정의 수행을 통하여 로봇용 애플리케이션 개발에 필요한 응용력과 문제 해결 능력을 배양하는 데에도 많은 도움이 되기를 바란다.

끝으로, 책이 마무리 될 수 있도록 도와주신 출판사 편집자 분들과 관계자 그리고 사장님에게 깊은 감사의 마음을 전한다. 또한 지능로봇의 여러 분야에서 많은 발전에 노력해 주고 계시는 분들께 국가의 경쟁력을 키워나갈 수 있는 노력을 아끼지 말아주시길 당부 드리며, 함께 발전할 수 있는 기회를 만들어 나가길 바란다.

2009년 10월

저자 일동

[PARTⅠ:시작하기]

01. MSRDS 및 SPL 개요
1.1 MSRDS 소개
1.2 SPL 소개

02.  로보틱스 실습 환경 구성하기
2.1 MSRDS 2008 R2 설치
2.2 SPLX Setup 설치
2.3 SPL 서비스 및 샘 팩 설치
2.4 SPL 한글 언어 팩 설치

03. 시뮬레이션 시작하기
3.1 기본 시뮬레이션 예제 실행
3.2 SPL을 이용한 시뮬레이션 구동
3.3 VPL을 이용한 시뮬레이션 구동

04. 로봇 주행 제어하기
4.1 SPL을 통한 2축 모터플랫폼 로봇 추가하기
4.2 로봇의 수동 조종
4.3 모터의 파워 값 제어를 통한 주행 제어
4.4 일정 거리 주행시키기
4.5 일정 각도 회전하기
4.6 VPL에서 로봇 주행 제어하기

05. 범퍼 센서 제어하기
5.1 SPL을 통한 범퍼 센서 추가하기
5.2 VPL을 통한 범퍼 센서 감지하기
5.3 범퍼 센서를 통한 주행 제어

06. 레이저 거리 센서(LRF) 제어하기
6.1 LRF 센서
6.2 SPL을 통한 레이저 거리 센서 추가하기
6.3 VPL을 통한 레이저 센서(LRF) 감지하기
6.4 LRF 센서를 통한 전방 장애물 감지 및 주행 제어
6.5 LRF 센서를 통한 좌측 방향 장애물 감지 조건 추가
6.6 If 분기와 If 조건 별로 로봇을 다르게 제어하기

07. SPL의 프로시저 기능을 이용한 제어 명령 모듈화 하기
7.1 SPL 프로시저 정의 방법
7.2 프로시저의 순차 실행 및 병렬 실행
7.3 프로시저 내에서의 실행지연 기능(Delay 명령어)
7.4 프로시저 재귀호출을 통한 명령어 반복 실행
7.5 프로시저에 파라메터 추가하기

08. VPL에서 SPL 프로시저 호출하기
8.1 VPL에서 SPL 프로시저를 호출하기 위한 기본 준비
8.2 VPL에서 SPL 명령어 호출하기
8.3 VPL에서 파라메터를 가지는 SPL 프로시저 호출하기 

[PARTⅡ:시뮬레이션 사물 다루어 보기]

09. 시뮬레이션 사물 추가
9.1 SPL을 통한 박스 모양의 시뮬레이션 사물 추가
9.2 구와 캡슐 모양의 시뮬레이션 사물 추가
9.3 하나의 엔터티에 여러 모양 추가하기
9.4 엔터티의 색상과 텍스쳐 지정하기

10. 3D 모델링 파일로부터 모양(Shape) 추가하기
10.1 엔터티에 3D 모델링 외형 추가하기
10.2 3D 모델링 파일로부터 모양을 추가하기

11. 위치가 고정되어 있는 시뮬레이션 사물 추가하기
11.1 엔터티의 무게를 0으로 지정하여 위치 고정시키기
11.2 TriangleMesh를 이용하여 위치 고정시키기
11.3 엔터티의 위치고정 옵션을 true로 설정하여 위치 고정시키기

[PARTⅢ:미션 수행하기]

12. 장애물 설계 및 기본 센서 활용하기
12.1 전방 장애물 추가하기 미션
12.2 전방과 후방 범퍼를 활용하여 로봇을 전후로 주행시키기
12.3 범퍼 센서를 활용하여 사각 장애물 공간에서 장애물 따라 주행시키기
12.4 레이저 센서를 활용하여 장애물 공간 주행하기

13. 미로 찾기 환경 구성
13.1 SPL을 통한 미로 생성
13.2 SPL을 통한 미로 환경 실행
13.3 미로 환경에 로봇 추가하기
13.4 로봇에 추적 카메라 추가하기
13.5 로봇 주행에 필요한 프로시저 추가하기

14. 미로 찾기 미션 수행
14.1 미로 탈출 전략
14.2 VPL에 로직 추가하기

Appendix. 로봇은 시간과 함께 진화한다
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