대전엑스포93 기념사업

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엑스포상징 꿈돌이

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최첨단 과학기술/ 93년 대전 세계 엑스포 그 담동과 환희를 기억합니다.

꿈돌이 로봇

꿈돌이로봇모습
  • 총괄 개발기관 : 한국미연
  • 기술지원 : 한국기계연구원
  • 제작기간 : 1991. 1∼1991. 3
  • 제작비 : 5,000만원

대전엑스포´93에서 선보인 꿈돌이 로봇은 21세기 주역이 될 청소년들에게 과학적 상상력을 키워주고, 산업 사회의 문제를 슬기롭게 해결할 수 있는 꿈과 희망을 심어주기 위하여 제작된 것으로, 꿈돌이가 원반형의 우주 비행선 위에 우뚝 서 있는 형상으로 설계되었다.

우주 비행선 본체는 지름 2.7m, 높이 1.7m의 크기에 특수 강화 플라스틱을 소재로 하여 만들어졌다. 내부에는 음성 송수신기, 음성 변환 장치, 32비트 마이크로프로세서, 구동장치 및 충전장치와 스피커 등이 장착되었다. 꿈돌이 로봇의 모든 동작은 우주 비행선에 내장된 컴퓨터에 의한 제어 및 원격 조종에 의한 것인데, 전후진 및 좌우 이동이 가능하도록 제작되었다.

한국기계연구원의 기술 지원을 받아 2개월 만에 제작 완료된 꿈돌이 로봇은 32비트 마이크로프로세서를 이용해 외부에서 일어나는 상황에 적절히 대처할 수 있도록 했으며, 1회 충전으로 여섯 시간을 사용할 수 있도록 제작되었다. 대전세계박람회조직위원회에서는 “세계박람회 역사상 처음으로 공식 마스코트를 로봇으로 만든 것”이라고 그 의의를 설명했다.

대전엑스포´93 기공식(1991. 4. 21)에서 꿈돌이 탄생으로 첫선을 보인 이 로봇은 개회식 앞마당을 장식한 전통민속공연에 동참해 현대 과학기술과 전통 문화예술의 조화라는 이미지를 창출하는 데 기여하기도 했다.

인공지능 로봇

인공지능로봇모습
  • 총괄 개발기관 : 한국과학기술원 인공지능

    연구센터

  • 사업기간 : 1990. 8 ~ 1993. 11
  • 총사업비 : 8,000만원

인공지능형 꿈돌이 로봇과 꿈순이 로봇은 대전엑스포'93 기간 중 미국의 전시물인 앰버서더 호 주변에서 관람객들을 맞았다. 한국과학기술원 인공지능연구센터의 양현승 교수 팀이 지난 1990년부터 개발을 시작한 인공지능 로봇은 첨단 컴퓨터 및 로봇 기술을 이용한 감각기능과 인공지능을 갖추었으며, 바퀴를 사용해 이동할 수 있게 만든 3세대 로봇이다.

이 로봇은 150분간 충전으로 80분간 동작할 수 있으며, 아랫부분에는 24개의 거리 측정 초음파 센서를 장착하여 6m 범위 안에 있는 물체는 0.5㎜의 오차 범위 내에서 정확하게 거리를 측정할 수 있게 제작되었다. 시각기능은 전자 셔터와 자동 조리개를 갖춘 2대의 카메라로 해결하였는데, 복잡한 표지판과 문자 등을 인식할 수 있으며, 이동 물체도 인식, 추적하였다.

인공지능 꿈돌이 로봇은 이같은 첨단 기능을 응용하여 다양한 상황을 연출해 보였다. 한 어린이가 괴물 모양의 그림판을 꿈돌이에게 보여주면 꿈돌이는 시각 센서를 이용해 괴물을 찾아서 쫓아간다. 이 때 꿈돌이는 “어데로 갔나, 괴물 너 섰거라, 괴물 넌 잡혔어” 등의 말과 함께 영화 ‘고스트 바스터’의 주제곡을 연주하면서 괴물을 잡으러 따라간다. 그러나 꿈순이 로봇은 무서움에 떨며 “아이 무서워” 등의 말만 한다. 이밖에도 ‘월리를 찾아라’, ‘관람객과 함께 춤을’, ‘문자판 읽기’ 등 어린이들이 재미를 느끼면서 첨단 기술을 체험할 수 있는 각종 재주를 펼쳤다.

로봇, 컴퓨터, 인공지능 기술 등 첨단 과학이 총체적으로 접합된 인공지능 로봇은 다양한 연출을 통하여 한국의 로봇 관련 기술 수준을 국내외에 알리는 계기가 되었다.

화가, 조각가 로봇

화가,조각가 로봇모습
  • 총괄 개발기관

    한국과학기술연구원

  • 사업기간 : 1991. 12∼1993. 11
  • 총사업비 : 4억 2,000만원

대전엑스포'93 첨단 과학기술 전시물 중의 압권으로는 정부관의 ‘조각가·화가 로봇’이 손꼽혔다. 한국과학기술연구원이 제작한 이 로봇은 세계에서 최초로 개발된 것이다. 이 로봇은 대상의 얼굴 형상이 다르더라도 스스로 이를 파악해 그림을 그리거나 조각한다는 점에서 완전한 로봇의 자격을 갖추었다. 그리고 6축 다관절을 채용, 회전은 물론 전후진, 상하 이동이 가능하도록 제작되었다. 반복 위치 정밀도는 조각 로봇이 0.2mm, 화가 로봇은 0.1mm 정도였다. 로봇의 키는 150∼180㎝, 무게는 250㎏ 정도로 포클레인 형태의 산업용 로봇이다.

조각 로봇은 우선 석 대의 카메라로 얼굴의 좌우, 정면을 측정한 다음 이들을 합성하여 완전한 형상 데이터를 얻어낸다. 그 후 로봇은 직접 조각 재료를 운반하여 작업 도구를 교체해가며 조각을 완성해낸다. 조각에 걸리는 시간은 약 20∼30분이며, 완성된 조각품은 집진기를 이용하여 세라믹 또는 스티로폴의 분진을 털어내고 대상자에게 전달된다. 게다가 이 로봇 시스템은 측정시 할로겐 빛을 이용하여 인체에 전혀 해를 끼치지 않도록 배려했다. 측정 이후에는 관람객의 흥미를 유발하기 위하여 컴퓨터 그래픽 기술을 이용하여 측정된 대상자의 얼굴 모습을 디스플레이한 후 다양한 기법을 통해 표정을 변화시키는 서비스도 제공했다. 이 로봇 시스템의 특징은 측정 기법이 특이한 데 있다. 오프라인 프로그래밍이 있어야 가능한 이 기법은 사람의 얼굴을 읽어내는 데 단 3초면 족하였다. 현재까지 개발된 산업용 로봇의 대부분은 3차원 형상을 파악하는 데 길게는 하루, 빨라야 두 시간 정도였다. 그것도 살아 있는 생명체가 아니라 쇠나 알루미늄 등 금속의 표면 묘사에 그치고 있다.

화가 로봇은 6축 관절을 이용하여 카메라 시스템에 의하여 2차원으로 입력된 측정 대상의 형상을 그리는 로봇으로, 컴퓨터 그래픽에 의하여 다양하게 변화된 표정 중 채택된 표정을 윤곽선 추출 등의 기법을 이용하여 붓으로 그 형상을 그리도록 제작되었다. 그리고 완성된 조각 작품과 초상화를 대상자에게 전달하기 위하여 꿈돌이 형상을 한 물류자동화(AGV)를 사용하였다. 이 로봇의 제작에 사용된 기술은 산업적 활용도가 높은 것이 장점인데, 측정 기술의 경우 모든 완제품 검사에 적용할 수 있다. 대전세계박람회조직위원회에서는 “이 로봇이 전시된 이후 인형 제조업체, 가구점, 조각 업체로부터 기술 제휴가 쇄도하고 있다.” 고 그 실용도의 전망을 밝혔다.

사물놀이 로봇

사물놀이로봇모습
  • 총괄 개발기관 : 한국미연
  • 사업기간 : 1991. 12∼1993. 11
  • 총사업비 : 6억원

대전엑스포'93 정부관에서는 장구, 징, 꽹과리, 북을 든 로봇들이 자신들은 남사당패의 후예임을 선언하며 사물놀이 한마당을 펼쳤다. 규칙적이고 딱딱한 과학기술의 세계와 우리의 전통가락인 사물놀이가 조우하는 현장이었다. 넉 대의 로봇은 최고 8개 정도의 동작을 보여주는 일반 산업용 로봇과 달리 각 로봇이 24개의 동작을 연출하도록 설계되었으며, 특히 북 로봇은 웃고, 찡그리고, 눈을 지그시 감고 뜨며, 어깨 머리 무릎 등이 움직이는 등의 다양한 표정 변화와 유연하고 자연스러운 여러 가지 동작을 연속적으로 보여주었다.

사물놀이에 쓰이는 금속악기인 징·꽹과리는 하늘의 소리를, 가죽악기인 북·장구는 땅의 소리를 표현한 것으로, 중앙대 박범훈 교수(국악 관현악)가 작곡한 ‘하늘과 땅의 소리를 모아’를 신명나게 연주하였다. 로봇 제작에는 모두 6억 원 가량 투입되었는데, 음악을 하는 로봇으로는 일본이 쓰쿠바 엑스포 때 현악 4중주 로봇을 만든 후 세계에서 두 번째로 개발된 것이다.사물놀이 로봇 제작의 총책임을 맡은 최진박 연구소장은 “로봇이 인간만큼 완벽하게 사물놀이 연주를 할 수는 없지만 충분히 흉내는 낼 수 있다. 로봇에 맞춰 특별히 작곡을 한다면 사물 연주가 가능할 것”이라고 전망했다.

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