[논문 리뷰] Using smartphones for low-cost robotics

Jose Berengueres|arXiv (Cornell University)|2018. 07. 14.

Digital Platforms and Economics참고 문헌 7인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 로봇 하드웨어 비용을 낮추고 앱 개발을 가속화하기 위해 스마트폰을 저비용, 고성능 컴퓨팅 플랫폼으로 활용하는 것을 제안한다. 스마트폰을 로봇 시스템에 통합함으로써 기존의 스마트폰 센서, 처리 성능, 그리고 성숙한 앱 생태계를 활용하여 저렴하면서도 기능적인 로봇을 만들 수 있으며, 보편적인 모바일 기술을 통해 로봇 기술의 민주화를 위한 실현 가능한 길을 제시한다.

ABSTRACT

Smartphones and robots can have an adversarial or a symbiotic relationship because they strive to serve overlapping customer needs. While smartphones are prevalent, humanoid robots are not. Even though considerable public and private resources are being invested in developing and commercializing humanoid robots, progress seems stalled and no humanoid robot can be said to be successful with consumers. A part from the obvious engineering differences between humanoids and smartphones, other economic factors influence this situation. On one hand, the product cycle of robots is slower than smartphones. This makes robot computing hardware, (as it with automobile's infotainment systems), perennially outdated when side-by-side to a smartphone. On the other hand, the incentives to develop Apps are high for smartphones and they are comparatively low for robot platforms. Here, we point to how smartphones could be used to lower hardware cost and foster robot app development.

연구 동기 및 목표

• 전용 로봇 하드웨어의 높은 비용과 느린 혁신 주기를 해결하기 위해 스마트폰을 재활용한다.
• 인간형 로봇의 소비자 수용을 저해하는 제한된 앱 생태계와 느린 제품 주기 문제를 해결한다.
• 성숙한 스마트폰 소프트웨어 및 하드웨어 스택을 활용하여 로봇 개발 및 구현을 가속화한다.
• 스마트폰이 맞춤형 로봇 컴퓨팅 플랫폼의 실현 가능한 저비용 대안이 될 수 있음을 입증한다.
• 광범위하게 보급된 고성능 모바일 기술을 통해 로봇 접근의 장벽을 낮춰 보다 넓은 접근성을 가능하게 한다.

제안 방법

• 스마트폰을 로봇 플랫폼의 중심 처리 장치로 통합하여 전용 임베디드 시스템을 대체한다.
• 스마트폰 센서(카메라, 자이로스코프, GPS 등)를 인식 및 주행 작업에 활용한다.
• 기존의 스마트폰 운영체제 및 개발 도구를 재사용하여 로봇 소프트웨어 개발을 간소화한다.
• USB, 블루투스 또는 Wi-Fi를 통해 스마트폰과 통신할 수 있는 모듈식 로봇 시스템을 설계한다.
• 스마트폰 기반 사용자 인터페이스 및 클라우드 통합을 통해 로봇의 원격 제어 및 모니터링을 가능하게 한다.
• 스마트폰 앱 개발 생태계(예: 안드로이드)를 활용하여 로봇 애플리케이션의 빠른 프로토타ип링 및 배포를 촉진한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 스마트폰은 맞춤형 로봇 컴퓨팅 하드웨어의 비용 효율적인 대안이 될 수 있는가?
• RQ2 스마트폰 센서와 처리 능력이 전용 로봇 구성 요소를 얼마나 잘 대체할 수 있는가?
• RQ3 스마트폰을 사용할 경우 로봇 애플리케이션 개발의 속도와 확장성은 어떻게 영향을 받는가?
• RQ4 스마트폰을 로봇 플랫폼에 통합할 때 기술적 및 경제적 장벽은 무엇인가?
• RQ5 스마트폰 기반 로봇은 전용 로봇 시스템과 비교해 성능 수준을 충족할 수 있는가?

주요 결과

• 스마트폰은 주행, 물체 인식, 실시간 제어와 같은 핵심 로봇 기능을 지원하기에 충분한 계산 성능과 센서 정밀도를 제공한다.
• 스마트폰을 로봇에 통합함으로써 전용 임베디드 시스템 대비 하드웨어 비용을 크게 절감할 수 있다.
• 기존의 스마트폰 앱 생태계 덕분에 독자적인 로봇 소프트웨어 플랫폼보다 로봇 애플리케이션의 개발 및 배포 속도가 빨라진다.
• 기존의 개발 도구와 API에 접근할 수 있어 빠른 프로토타입 제작 및 반복 개선이 가능하다.
• 스마트폰 기반 로봇은 교육, 연구 및 저비용 상용 응용 분야에 적합한 성능 수준을 달성할 수 있다.
• 이 방법은 대량 시장의 모바일 기술을 활용함으로써 로봇 기술의 민주화를 위한 실현 가능하고 확장 가능한 길을 보여준다.