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.로봇축구의 역사와 계획

 
김종환교수 김종환 교수가 로봇축구를 만들게 되었는지 그 동기:

"우리 아이들에게 당당한 세계관을 심어주고 싶었어요. 우리의 독창적인 과학기술을 가지고 세계 젊은이들과 함께 어울리고 어깨를 나란히 겨룰 수 있는 기회를 마련하고자 로봇축구를 시작하게 되었습니다."

 

FIRA의 계획

1. 1단계; 저변 확대·기반 조성 (1995년 - 1998년)

- 1995년 10월 한국과학기술원 김종환 교수 주도로 마이크로 로봇 월드컵 축구 대회(Micro-Robot World Cup Soccer Tournament, 이하 MiroSot라고 약칭)를 위한 국제 조직 위원회(International Organizing Committee)를 창설하고 MiroSot을 위한 예비 회의를 겸한 여름 학교(summer camp)가 1996년 7월 29일부터 8월 4일까지 13개 나라에서 30개 팀이 참가한 가운데 한국과학기술원에서 개최되어 MiroSot 경기의 국제 공인 규칙이 확정되었다.

- 제 1회 MiroSot 대회는 1996년 11월 9일부터 12일까지 한국과학기술원에서 열렸고, 10개국에서 23개 팀이 참가하였고, 미국 시애틀의 뉴튼 연구소(Newton Research Lab)팀이 첫대회 우승을 차지하였고 한국과학기술원의 SOTY 팀이 준우승을 차지하였다.

- 제 2회 MiroSot대회는 1997년 6월 1일에서 5일까지 9개국 22개 팀이 참가하였고 MiroSot에서 연구, 개발된 학문적 결과들은 1, 2회 대회의 워크샵 논문집(Proceedings of MiroSot'96, MiroSot'97)으로 출판되었으며 국제 저널인 'Journal of Robotics and Autonomous Systems'에 MiroSot에 대한 특집호를 내기도 했다.

- MiroSot 조직위원회는 로봇 축구 대회를 국제적인 과학 기술 월드컵으로 발전시키고자 1997년 6월 5일 KAIST서 열린 제 2회 국제 대회의 결승전에 앞서 세계 33개국의 대표자가 모인 가운데 FIRA(세계로봇축구연맹) 창립식을 갖고 로봇 축구 세계화의 정식 기구로서 출발하였다.

- 지난 6월 30일부터 7월 3일까지는 프랑스 파리 국립 과학 산업 단지 (La cite des Science et de I'Industrie)에서 지난해 결성한 세계로봇축구연맹의 주관으로 FIRA Robot World Cup France'98 대회를 개최하였고, MiroSot, S-MiroSot 뿐만 아니라 NaroSot (Nano Robot World Cup Soccer Tournament), S-KheperaSot (Single

-Khepera World Cup Soccer Tournament)등 2종목이 새로이 신설되었으며, 대회에 앞서 이번 대회 참가자격을 주기 위한 지역 예선 대회(European Cup, North - American Cup, South American Cup, Asia pacific Cup)가 4-5월 브라질, 오스트리아, 미국, 한국에서 각각 개최되었다. 이번 대회에서는 대회 종주국인 한국의 The Keys 팀이 MiroSot, S-MiroSot 부문의 우승을 차지하였다.

- 한국과학기술원에서 창립한 FIRA (Federation of Internation of Robot-soccer Association)는 현재 한국과학기술원에 위치한 Headquarter를 중심으로 세부 활동을 추진중인데 해마다 총회를 열어 FIRA Robot World Cup의 개최 장소를 선정하고, 아시아-태평양, 북미, 남미, 유럽 등 4 개 지역에서 치르는 대륙별 지역 예선의 장소와 시기를 결정한다. FIRA는 현재 총 33개의 회원국가로 구성되어 있고 각 대륙별로 6명의 Regional President를 두고 있으며, 각 국가별로는 FIRA Local Chapter를 구성하여 활동 중이다.

2. 2단계; 체계적인 발전 안정화 추진(계획)(1999년 - 2002년)

- 1999: 브라질에서 개최

- 2000: 호주 시드니 올림픽과 함께 FIRA Robot World Cup Australia'2000 개최

- 2002: 2002 FIFA 월드컵 대회와 함께 FIRA Robot World Cup Korea'2002

; 현재 FIRA Robot World Cup은 일정을 위와 같이 계획하고 세부 활동을 계획중이다. 이미 호주 올림픽 조직위원회에서는 FIRA Headquarter에 2000년 올림픽 대회와 함께 정식 개최 신청서를 제출하는 등 대회 개최를 준비하고 있고, 2002년 한·일 월드컵과 함께 열리는 FIRA Robot World Cup'2002는 파리 월드컵에 이어 두 번째로 FIFA 월드컵과 함께 열리게 된다.

- 축구 로봇의 세계화를 위한 2단계 목표는 연구의 활성화와 대회의 성공적인 개최를 통하여 학자, 연구원 뿐 아니라 일반인도 참여하는 세계적인 대회로 성장시키는데 있다. 로봇 축구는 한국이 주도하는 세계 젊은이의 과학 기술 도전의 장을 만들고자 시작한 대회이므로 관련 연구원 및 학생, 교수들의 교육 훈련을 위해 '96,'97.'98년 매해 KAIST에서 개최하고 있는 International Training Course, Summer Camp등의 로봇 축구 시스템 관련 교육, 훈련 프로그램을 계속해서 실시하고, 관련 연구 개발을 총괄하는 조직으로서 성장해 나아가는 것을 두 번째 목표를 둔다.

- 로봇 월드컵을 전세계인 누구나 쉽게 접하고 즐길 수 있는 과학 기술과 스포츠의 첨단 결합 산물로서 키워감에 있어 어린이와 청소년의 교육적인 효과와 과학 선진국의 실현을 극대화하기 위하여 상설 시범 경기, 어린이를 위한 대회 개최 및 실험 교육 프로그램 개설 등의 세부적인 활동을 통해 로봇 축구 한국의 안정적인 기반을 조성해 나갈 예정이다.

 【 경기 규칙 】

 

로봇축구 경기

   MiroSot

  마이크로 로봇축구는 탁구대 절반 넓이의 경기장에서 로봇 3대가 탁구공 크기의 오렌지색 골프공을 상대방의 골문에 차 넣어 승부를 가르는 경기로 골키퍼 1대와 선수 2대가 한 팀을 이루어 전·후반 5 분씩 경기를 펼친다. 전 후반 사이에는 쉬는 시간 10분이 마련되어 이때 로봇의 전지 교환이나 전술을 바꿀 수 있다. 축구장 면적은 가로 170cm(골대 포함), 세로 130cm 이고 마이크로 로봇은 가로·세로·높이가 7.5cm 이하로 제한된다. 로봇은 오렌지색 골프공(지름 4.27cm)을 드리블하거나 같은 편끼
리 패스하는 과정을 거쳐 상대방 골대로 슛을 날린다.
  로봇 축구 시스템은 기본적으로 3대의 로봇, 비전 시스템, 통신장비, 1대의 주컴퓨터로 이루어진다. 주컴퓨터는 비전시스템으로부터 로봇들과 공의 위치에 관한 영상 정보를 얻어내어, 상황에 따른 적절한 전술을 계산하여 로봇들에 전달한다. 경기장에서 2미터 높이에 설치된 카메라를 가지고 공과 로봇들을 인식한다. 로봇이 자체적으로 판단할수 없는 부분은 경기장 천장에 설치된 비전카메라가 맡는다.
비전카메라에서 로봇들의 움직임을 찍어 주컴퓨터에 넘기면 이를 컴퓨터가 분석, 로봇에 명령한다.
  마이크로 로봇은 단순해 보이지만 주컴퓨터와 자기편 로봇들을 연결하는 무선 통신기술, 로봇을 재빠르게 움직이게 하는 제어기술, 공과 선수의 위치 및 움직임을 파악하는 인공지능, 전체 로봇의 위치를 계산해 전술을 짜내는 프로그램 등 갖가지 첨단기술이 동원된다. 마이크로 로봇에 요구되는 각종 기술력을 측정해 볼 수 있는 경기인 셈이다. 로봇은 전원, 구동장치, 마이크로 컨트롤러부, 통신 모듈 등이 내장되어 있고 외부와의 통신은 무선으로만 가능하다. 각 팀의 컴퓨터는 공의 위치와, 로봇의 위치, 속도 및 방향, 작전 및 전술 명령에 관한 모든 정보를 무선으로 자기편 로봇에 줄 수 있으나, 사람에 의한 원격 조작은 허락되지 않는다.
  이런 로봇 축구 시스템으로 이동 로봇들간의 협력, 이동로봇의 제어와 비전알고리즘의 개발 등을 구현할 수 있다.

 

   RobotSot

  RoboSot은 MiroSot과 같이 각 팀 3대의 로봇으로 경기를 진행하지만 MiroSot과 다음과 같은 차이점이 있다.

1) 카메라는 각 로봇의 몸체에 부착해야 한다 (마이로소트와 달리 경기장 전체를 볼 수 있는 카메라를 외부에 설치할 수 없다).

2) 로봇의 크기는 20cm(가로)20cm(세로)40cm(높이) 로 제한한다 (마이로소트 7.5cm7.5cm 7.5cm).

3) 경기장은 210cm(가로)150cm(세로) 이고 골대의 폭은 60cm이다. 경기장 주변은 높이 30cm 의 검정 벽이 설치된다.

4) 공은 지름 6.5cm 의 빨간색 롤러 하키 공을 사용한다.

5) 양팀의 로봇을 구별하기 위해 파랑 또는 노란색 띠를 각 팀의 로봇 몸체에 둘러야 한다.

  그밖에 경기 중 발생하는 반칙 판정 및 경기 진행 방식은 마이로소트와 유사하다.
  로보솟은 카메라를 포함한 모든 센서들을 축구 로봇 내에 장착하여 로봇 및 공의 위치를 인식한 후 상대 로봇을 피해 골을 넣어야 하므로 마이로소트에 비해 보다 높은 자율 이동 로봇 기술이 필요하다.

 

   NaroSot

  NaroSot은 경기규칙에 있어서 MiroSot과 비슷하다. 하지만 팀당 5대의 로봇으로 경기를 진행해야 하고 로봇의 크기도 작다.
 NaroSot은 MiroSot에 비해 로봇의 크기가 작아진 것이 그 큰 특징이다. MiroSot 로봇이 7.5cm 7.5cm7.5cm인 데에 반해 NaroSot 로봇은 4cm4cm5.5cm가 그 최대크기이다. 이 작은 크기내에 축구로봇의 기능을 넣는 것이 기술의 관건이다. 즉, 로봇은 마이크로 컨트롤러부와 두 개의 소형 모터, 모터 구동장치, 통신모듈, 전원등이 내장되어 있어야 한다.
NaroSot 경기는 가로 150cm(골대 포함), 세로 90cm크기의 경기장에서 로봇 5대로 진행되며 노란색 탁구공을 사용한다. 그 외의 경기규칙은 MiroSot과 유사하다.

 로봇수가 늘어난 만큼 로봇간의 협력작업이 주요 관건이다. 경기 참가 로봇의 대수가 늘어남으로 인해 NaroSot은 더욱 다양한 전술경기가 될 것이며 이런 전술 개발에 따라 팀의 승리가 좌우 될 것이다




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