[기초전기전자 실험] 로보틱스 실험

소개글

[기초전기전자 실험] 로보틱스 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론

3. 실험 장치 및 프로그램 작성 예

4. 실험방법

5. 결과 및 고찰

6. 연구과제

1. 모터의 종류 3가지를 조사하고, 구동원리를 설명하시오.

2. 모터 제어 방법에 대해 조사하시오.

3. 로봇의 점대점 제어(point to point) 방식과 연속 경로 제어(continuous path control) 방식의 차이를 설명하고 연속 경로 제어 방식으로만 가능한 작업 예를 다섯 개 이상 서술하시오.

4. 실험 고찰

5. 다빈치 로봇의 용도 / 장·단점.

본문내용

PTP제어는 경로는 무시하고 point점만 인식한다.
이러한 방식은 주로 Spot Welding, Pick and Place, Loading and Unloading
좌측 그림은 수평다관절형 로봇의 구성중 중앙처리장치이며, 각각 액츄레이터와 센서에 연결되어 있다.
센서->중앙처리장치->액츄레이터
방식으로 구동.
좌측 그림은 수평다관절형 로봇의 로봇부분으로 그림에서 ‘ROTATING'이라 표기된 부분이 돌아가면서 각 축마다 의 회전의 조합으로 움직이게 된다.
각 축마다의 각도를 알면 위치파악가능
(엔코더 이용,각속도 측정)->적분하면 각도 나옴. x,y좌표계로 계산하여 위치파악.
②로봇 부분
4. 실험 고찰
로봇은 기본적으로 센서, 중앙처리장치, 액츄레이터로 구성되어 있다고 배웠다. 이를 사람의 몸에 비유하여 설명을 들어 곧 잘 이해가 되었다.
실제 실험 간에는 직접 우리가 짠 프로그램대로 수평다관절형 로봇을 움직여 보았는데, 수업 내용 중 직접 프로그램을 짠다는 말에 어려움을 예상했지만, 터치 팬던트를 이용해서 간단하게 프로그램을 생성, 수정, 입력 할 수 있었다. 이는 팬던트로 간략하게 짠 프로그램함수들이 팬던트를 거쳐서 로봇에 입력되는 원리였다. 조작자체도 공학용계산기와 많이 비슷해서 쉽게 조작할 수 있었다.
실험 중 색다르게 와닿았던 것이 있었다. MPTP(move point to point) 함수이동과 MLIN(Move linearly) 함수이동 둘 다 한점에서 한점으로 가는건 동일하다. MLIN의 경우 직선이동이고 MPTP는 경로에 상관없이 이동하기 때문에 이동 속도는 일반적인 수학적 시각으로 보니 최단거리로 이동하는 (MLIN의 속도 MPTP의 속도)의 결과를 예상하였다. 하지만 실제는 임의 경로로 이동하는 MPTP가 속도가 빠르다는 것이었다. 이유는 MLIN직선이동을 위해서는 로봇의 구동축들이 각축마다의 구동각을 x,y좌표계에 맞추어 계산하는데 시간이 더 걸리기 때문이었다. 누군가 단순해 보이는 움직임만을 보고 그 원리까지 단순하게 볼수도 있지만 , 그 단순함 속에 엄청난 논리와 정밀함이 들어 있음에 놀랐다.
5. 다빈치 로봇의 용도 / 장·단점.
다빈치로봇은 사람의 손이 할 수 있는 영역을 넘어선 세밀한 수술과 흉터를 최소화 하는 ‘최소 침습’ 수술로 각광받는 장비.
육안으로 보는 것보다 최대 15배까지 확대된 3차원 화면으로 환자의 수술부위를 보며 수술이 진행되기 때문에 매우 정교하고 세밀한 수술이 가능하다. 인간의 팔처럼 자유자재 회전이 가능하되,떨림이 전혀 없기 때문에 안전한 수술또한 가능하다.다빈치 로봇을 소개하자면 수술과정의 전체 혹은 일부를 의사 대신 수술 작업을 하는 수술로봇이다. 최초의 인간형 로봇을 디자인한 이탈리아 과학자이자 예술가인 레오나르도 다빈치의 이름을 따서 지었다.
거창한 이름만큼이나 인기가 높은 다빈치 로봇은 2006년 말 현재 미국 내 500여대, 유럽 150여대 아시아권 20여대가 보급돼있다. 이에 질세라 최근 국내대학병원에서도 앞 다퉈 다빈치 로봇을 도입하고 있는 중이다.
세계 의료계의 뜨거운 감자가 되고 있는 다빈치 로봇, 과연 현재 국내에서는 어느 정도로 도입이 진행 중이며 그 효과는 어느 정도 인지. 더불어 앞으로의 발전 가능성은 어떻게 보고 있는 지 전문가들의 입을 통해 알아본다.
◇국내 다빈 로봇 현재 진행형
현재 국내에 도입된 다빈치 로봇은 총 5대. 올 해 안에 4대가 더 들어올 예정이다. 지난 2005년 7월 국내에 처음으로 도입한 세브란스병원은 올해 7월말 현재 400례의 수술을 돌파했다.
지난해 12월 영동세브란스 병원에 이어 올해 7월 고려대 안암병원, 8월 서울아산병원, 9월에는 한림대의료원 강남성심병원에도 도입. 이 외에도 분당서울대병원, 삼성서울병원 등도 올해 안에 다빈치 로봇 도입을 목표로 하고 있다.
다빈치 로봇수술은 현재 ▲비뇨기과에서는 전립선암, 신장 절제술, 신우형성술 ▲외과에서는 위암, 대장암, 비장절제술 ▲산부인과에서는 자궁경부암, 자궁근중, 난소종양, ▲흉부외과에서는 폐암 수술, 심장판막재건술, 심장 중격결손 등 다양한 수술에 적용되고 있다.
특히 비뇨기과 시술은 다빈치 로봇수술을 이용해 많은 효과를 보고 있다.
고대안암병원 비뇨기과 천준 교수는 “다빈치 로봇수술은 복강경 수술 때 쓰는 내시경보다 12배 확대된 영상과 3차원 영상으로 정확히 배 안을 볼 수 있어 혈관과 신경뿐 아니라 성기능과 관련된 주요조직을 보전할 수 있는 장점이 있다”고 설명한다.
이외에도 다빈치 로봇수술의 장점을 살펴보면 집도의의 미세한 손떨림을 막고 개복수술보다 절개 부위가 작아 출혈도 막을 수 있고 수술시간이 짧고 통증도 덜해 감염 위험도 낮다.
특히 출혈이 적기 때문에 수혈의 필요가 줄고 입원기간이 단축돼 바쁜 직장인들은 정상생활로의 빠른 복귀가 가능해진다.
◇단점, 수술비용 고가·동작의 한계
그렇다면 과연 다빈치 수술, 장점만 있는 것일까?
다빈치 수술로봇은 26억이나 되는 고가의 장비이면서 한번 수술에 약 350만원의 소모성 비용이 들어가 수술비용이 비싸다는 단점이 있다.
탈 부착해 사용하는 로봇 손만 해도 한 개에 300~400만원이나 하고 10회까지만 사용하면 교체하도록 개발돼있어 병원입장에서는 교체비용도 만만치 않다. 이로 인한 고가의 수술비용이 고스란히 환자의 부담으로 돌아가기 때문에 문제인 것이다.
또한 아직 보험적용이 되지 않아 수술환자는 적게는 700만원에서 많게는 1500만원까지 비용을 부담해야 한다.
아울러 원격수술의 경우 아직은 수술자와 로봇 팔간의 시간차가 있어 동작의 한계가 있다
코드 작성(실험결과 및 설명)
포인트 ID = 8사용
SPD = 5000 // 50%로 속도를 설정. ( SPD값/100 )%효율
MPTP P0 // P0위치로 이동.
MLIN P1 // P1위치로 직선이동.
MARC P2,P0 //P2를 거쳐 호(arc) 이동.
MPTP P3 // P3 위치로 이동.
MLIN P4 // P4위치로 직선이동
MLIN P5 // P5위치로 직선이동
MPTP P6 // P6위치로 이동.
MLIN P7 // P7위치로 직선이동
MEND //프로그램 종료.

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