로봇 기획하기

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로봇을 어떻게 구상하고 구체화하고 부품까지 선택할 수 있을까요?

무언가를 만들 때 아무런 계획 없이 만드는 것도 하나의 방법일 수 있으나 쉽게 길을 잃을 수 있습니다. 어느 정도 윤곽을 잡아 놓고 실제 제작을 하는 것이 전략적으로 좋습니다. 로봇을 만들 때 저자는 어떤 식으로 만드는지 알려드리겠습니다. 개인적인 의견이기 때문에 참고만 하시고 더 나은 방법이 있다면 피드백 부탁드립니다.

 

로봇 구상하기

로봇을 제작하기 앞서서 고민해야 할 것이 있습니다. 바로 어떤 로봇을 만들지 구상을 해야 하는 것입니다. 저는 이런 식으로 생각합니다.

  • 누구를 위하여 무엇을 왜 만드는지?

  • 그 것을 위하여 어떤 기능이 필요한지?

  • 그 기능을 구현하기 위해서 어떤 것들이 필요한가?

  • 로봇의 사이즈는 얼마나 크거나 작을지? 무게가 가볍거나 무거워야 하는지 혹은 상관 없는지?

  • 외형이 예뻐야 하는지?

  • 가격은 어느 정도 선에서 정할지? 무조건 저렴해야 하는지?

  • 여러 대를 만드는지 혹은 한 대만 만드는지?

  • 내구성이 얼마나 강해야 하는지?

를 생각합니다. 하나 하나씩 버스킹봇에 대입해서 생각해 보겠습니다.

누구를 위하여 무엇을 만드는가?

흔히 가볍게 생각하고 쉽게 넘어가는 질문입니다. 술먹는 로봇 드링키를 만들 때도 이 질문을 했었습니다. 그 때 드링키는 외로운 저와 함께 해줄 존재가 필요했었고, 결국 제 자신을 위해 술 친구 로봇을 만들기로 했습니다. 이 질문에 답을 할 수 있다는 것은 세상 수 많은 사람 중에서 저 같은 사람은 좋아할 수밖에 없다는 이야기 입니다. 어떤 것을 만들 때 그 것을 사용할 사람 혹은 그 것에 영향을 받을 사람을 생각하며 제작하면 의미 있는 작품을 만들 가능성이 높아집니다.

이 오픈 버스킹봇도 역시 저와 함께 음악을 연주할 친구가 필요했기 떄문에 만들게 되었습니다. 저는 전 세계를 돌아다니면서 로봇과 함께 행복을 전하고 싶어하는 꿈이 있습니다. 기술을 사람의 행복을 위해 사용하는 좋은 모습을 보여주고 싶고, 타인의 행복을 위해 노력하는 사람들이 늘어나서 지구를 따뜻하게 하고 싶어 왔습니다.

다시 정리하자면,“버스킹 여행을 하기 위해 합주하는 로봇을 만든다”가 위 질문에 대한 저의 답변입니다.

어떠한 기능이 필요한가?

반드시 필요한 기능부터 생각해 보겠습니다. 함께 연주하는 것이 목표이기 때문에 당연히도 연주가 가능해야 합니다. 음악을 연주하는 방법은 매우 다양하고 악기 역시 수 많은 종류가 있기 때문에 어떤 악기를 어떻게 연주할 지 부터 정해야 했습니다. 또한 저도 연주할 것이기 때문에 음악적 궁합이 맞는 악기를 선정할 필요가 있었습니다. 보통 길거리 연주를 하는 분들을 보면 기타 + 잼배 조합을 많이 합니다. 잼베나 카혼같은 타악기로 박자를 쳐서 흥겹게 리듬을 만들고 기타로 코드나 멜로디를 그 리듬 위에서 연주하고 노래합니다. 제가 기타를 치고 로봇이 드럼을 치면 좋겠다고 생각했습니다.

결국, 이 로봇은 젬배나 드럼이 하는 것처럼 박자를 연주하는 것이 이 로봇의 가장 기본이되는 기능이 될 것입니다. 아주 중요한데요, 어떤 로봇이든지 그 로봇의 가장 중요하고 기본이 되는 기능을 반드시 중점적으로 충실하게 구현해 내야 합니다. 이 로봇의 모든 기능을 제거하고 단 하나의 기능만 남긴다고 하면 바로 이 박자를 제공하는 기능이 남게 될 것입니다. 박자를 치는 기능 위에 하나하나 기능을 쌓아가는 것이지요. 예를 들어 통신 기능이나 녹음 기능, 좀 더 빠르거나 느리게 하는 크고 작은 기능들이 들어 갈 수 있겠습니다. 박자를 제대로 연주하는 기능을 수행하지 못한다면 심지어 인공지능을 넣는다고 하더라도 그 것은 예쁜 고철 로봇이 될 것입니다.

이번 오픈 버스킹봇은 함께 연주하기 위한 박자를 제공하는게 기본 목표입니다. 기본 박자는 “쿵 짝 쿵 짝 쿵짜작 쿵짝”으로 제 마음대로 정의합니다. 이 박자를 칠 수 있다면 다른 박자도 쉽게 변형이 가능해 질 것입니다.

그 기능을 구현하기 위해서 어떤 것들이 필요한가?

정확하게 박자를 물리적으로 연주하기 위해서는 로봇을 정말로 움직이게 하는 기구부가 필요하고, 그 기구를 움직이게 하는 제어 보드가 필요하다는 것을 알 수 있습니다. “로봇을 움직이게 하려면 어떻게 해?” 라는 질문에 대한 답변이지요. 무엇인가를 움직이게 하는 데에 가장 쉬운 방법은 모터를 이용하는 것입니다. 그리고 그 모터를 내가 원하는 대로 자유 자재로 움직이게 할 수 있는 것이 바로 제어 보드이지요. 모터와 제어 보드를 가지고 드럼을 칠 것입니다.

로봇의 사이즈는 얼마나 크거나 작을지? 무게가 가볍거나 무거워야 하는지 혹은 상관 없는지?

로봇의 사이즈는 100% 저의 취향대로 작은 사이즈부터 시작하려 합니다. 여행을 자주 다니기 위해서는 짐을 최소화 할 필요가 있는데요, 가방 안에 들어갈 수 있는 사이즈로 만드는 것입니다. 그리고 인형을 씌워서 재미 있는 이미지를 만들기 위해서도 사이즈는 25cm 정도의 인형 사이즈 미만으로 만들기로 결정합니다. 그리고 한가지 팁이 있다면 로봇이 2배로 커지면 제작의 난이도가 4배로 커집니다. 역설적으로 로봇의 크기가 ½ 로 작아지면 그 것 또한 난이도가 4개로 커집니다. 적당한 크기의 로봇이 적당히 만들기 쉬운데 그 적당함의 크기는 모터의 특성이나 전원공급과 깊은 연관이 있습니다. 여기서 설명할 범위는 넘어가지만 저는 전원을 쉽게 공급할 수 있는 방향으로 결정했습니다. 어디서든 쉽게 충전하고 연주하기 위해서 USB 배터리를 사용하는 로봇이 좋겠다고 판단했습니다. 그래서 5v 전압에 구동되는 전자 부품 및 모터를 선택한 것입니다. 아참! 적당한 크기란 부품들을 다 모아보았을 때 별 무리 없이 조립 분해 가능한 크기를 말합니다저에게

외형이 예뻐야 하는지?

외형이 아름다우면 좋긴 하겠지만 예쁜 로봇을 만드는 것이 아니라 음악을 연주하는 로봇을 만드는 것이기 때문에 굳이 많은 시간을 들일 필요는 없다고 생각했습니다. 다만 인형을 씌울 수 있는 구조를 생각했습니다.

가격은 어느 정도 선에서 정할지? 무조건 저렴해야 하는지?

저렴하면 저렴한 로봇이 나오기 쉽지만 그렇다고 꼭 그렇지만은 않습니다. 중요한 것은 정확히 기능을 정하고 그 기능을 충실히 할 수 있는 부품을 구해서 설치하면 되는 것입니다. 저는 처음 만드는 로봇은 되도록이면 저렴한 재료들을 가지고 제작하는데요, 가장 큰 이유는 실패 가능성이 높기 떄문입니다. 처음부터 큰 돈을 들여서 만들다가 로봇의 설계가 완전히 틀렸거나 혹은 조금만 바꾸면 아주 좋은 로봇이 될 것 같은데 처음에 투자한 금액이 아까워서 그 것을 쉽게 포기하지 못하는 상황이 종종 있게 됩니다. 그래서 처음에는 기본 기능을 아주 충실하게 할 수 있으면서도 저렴한 부품들을 구매하여 시도하는 것이 좋습니다.

또한 이 로봇 프로젝트를 오픈할 것이기 떄문에 많은 사람들이 접할 수 있게끔 되도록 저렴한 가격의 부품으로 구성하는 것이 좋다고 생각했습니다. 예산은 10만원 미만으로 결정했습니다.

여러 대를 만드는지 혹은 한 대만 만드는지?

한 대만 만든다면 하드웨어 설계를 3d 캐드를 통해서 굳이 정교하게 할 필요가 없습니다. 어차피 한 대만 만들 것이기 때문에 만들다가 약간 실패하면 조금씩 현장에서 수정해 가면서 완성을 해 나가는 것이 좋습니다. 하지만 이 로봇을 여러 대 만들 것이라면 사정은 달라집니다. 조금씩 수정하는 과정이 있다 하더라도 기본 설계는 하면서 실제 로봇을 만들어 가는 것이 아무래도 좋습니다. 어디에서 실수를 했고 어디를 고쳐야 하는지 자연스럽게 기록을 할 수도 있고, 로봇을 한 덩어리가 아닌 각각의 부품으로 만들면 나중에 고장나거나 부러진 부품을 쉽게 교체할 수 있기 때문입니다.

내구성이 얼마나 강해야 하는지?

방수는 크게 필요하지 않으나 여행 가방에 들어가서 덜그럭거리는 상황을 버틸 정도로 만들려고 합니다.

 

 

로봇 기능 구체화하고 부품 선택하기

본 강좌의 범위본 강좌 범위 밖이지만 발전을 위해서 필요한 것
분류목적/역할구체적 실물액션
기구움직임서보모터인터넷 구매다른 모터도 구매해서 만들어보기
악기작은 캔 or 버킷생활용품점에서 구매다른 종류의 악기 응용해보기
기구 구조3D 프린팅 출력물팹랩, 메이킹 스페이스에서 출력틴커캐드같은 3d 캐드 툴 공부하기
회로두뇌아두이노 및 주변 부품인터넷 구매 후 프로그램 다운로드C 언어 배우기
통신통신블루투스 모듈인터넷 구매세부적인 블루투스 속성 조절해 보기
전원전원 공급USB 배터리인터넷 구매
컨트롤러로봇 조종안드로이드앱 설치하기앱 제작 방법 배우기

검색을 먼저 하기

무언가를 원하는 것을 만들기 위해서 제가 가장 먼저 하는 일은 검색하는 것입니다. 누군가가 미리 만들어 놓은 방법이나 길이 있다면 그 것을 일단 따라해 가는 것이지요. 무작정 처음부터 모든 것을 다 짚고 넘어가는 것은 그 만큼 보람찰 수 있겠지만 그 만큼 힘이 들고 금방 질리게 되는 요인이 됩니다. 잘 되는 예제가 있거나 예제가 없더라도 누군가가 어떤 방식을 통해서 내가 원하는 것과 엇비슷한 기능을 구현했다면 어떻게 구현했는지 관찰하고 분석합니다. 누군가가 양초를 가지고 광을 냈다면 적어도 저도 역시 양초를 사다가 광을 낼 수 있겠다는 확신을 얻을 수 있습니다. 우리는 바퀴를 다시 발명할 필요가 없습니다. 만들고 싶은게 자동차라면 이미 만들어진 기술이 어느 정도인지 알고 있을 필요가 있는 것이지요.

좀 더 자세한 사례가 있어요

여담이지만 회사에서 특허 출원 관련 일을 맡아서 한 적이 있습니다. 처음에는 이 것 저것 많은 아이디어를 떠올리고, 이 것은 정말 획기적이고 좋은 아이디어라고 무릎을 치면서 특허 관련 부서에 문의를 하면 이 것은 이미 5년에서 많게는 10년 전에도 특허로써 본 적이 있는 것이라는 대답을 듣고 무수히 좌절했습니다. 그 후 저는 관심 있는 분야를 민감하게 살피고 번쩍이는 아이디어들을 최대한 많이 관찰했습니다. 그리고 이미 존재하는 많은 아이디어들을 기반으로 그 위에서 창의적 에너지를 쏟아서 결국에는 4건의 A급 특허를 쓸 수 있었습니다. 창의적 에너지로 로켓을 쏘아 올릴 수 있다고 생각해 보겠습니다. 그 에너지를 이용해서 산 위에서 쏘는 로켓과 똑같은 에너지로 해변에서 쏘아 올리는 로켓의 최고 상승 높이 차이는 그 산 높이만큼 차이가 생길 것입니다. 우리의 호기심이나 창의적 에너지를 이미 발명되어 있는 것들에 쏟는 것보다는 그 발명들 위에서 에너지를 사용하는 것이 훨씬 효율적일 것입니다.

어떻게 찾아야 할까요?

먼저 서보모터를 아두이노로 구동하는 방법, 아두이노에 전원을 공급하는 방법, 통신으로 서보모터를 움직이는 방법, 통신을 무선으로 바꿔서 아두이노를 조종하는 방법을 각자 찾습니다. 운이 좋으면 이 모든 과정을 한 번에 소개하고 알려주는 인터넷 사이트나 블로그가 있을 수 있습니다. 적어도 이 강좌는 위의 모든 것들을 소개합니다. 모든 소스와 도면을 다운받아서 설치하거나 하드웨어를 조립하기만 하면 됩니다. 그리고 주어진 것들을 조금씩 변경하면서 이해하시면 되겠습니다. 그리고 본 강좌는 이미 있는 정보를 조립하는 방법만 알려드리는 것이 아니라 왜 그런 식으로 부품을 선택했고 왜 그런식으로 메이킹을 해 나가는지, 어떤 부분에서 시행착오가 있는지, 시행착오를 해서 어떤 것들을 배우는지 상세하게 알려드릴 것입니다. 왜냐하면 어떤 것을 사다가 붙이면 된다 라는 식의 방식은 배우는 것이 너무 적기 때문입니다. 물론 그냥 조립부터 일단 해 보시고 싶으신 분들은 중간 중간 챕터를 넘어가셔도 무방합니다.

그런데 가끔은 없는 경우가 있습니다.

검색을 해 봤을 때 원하는 검색 결과가 없을 때도 있습니다. 이 때 좌절하지 마세요. 여러분은 남들이 하지 않는 유니크한 시도를 하고 계십니다. 이럴 땐 주변에 고수들에게 물어보거나, 자신이 원하는 질문에 근접한 다른 질문들로 쪼개서 구글에 검색하는 것도 하나의 방법입니다.

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