KR-20260061601-A - CHESS GAME SYSTEM USING COLLABORATIVE ROBOTS

KR20260061601AKR 20260061601 AKR20260061601 AKR 20260061601AKR-20260061601-A

Abstract

본 발명은 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템으로서, 체스말이 배치되는 체스판과, 체스말을 파지하여 상기 체스판에 체스말을 배치하는 협동로봇과, 상기 체스판의 일측면에 구비되며, 게임 정보를 출력하는 도트 매트릭스와, 상기 체스판의 상방에 위치하여 상기 체스말의 이동을 촬영하는 카메라와, 상기 협동로봇의 동작과 게임 정보를 출력하는 상기 도트 매트릭스를 제어하는 컨트롤러를 포함함으로써, 게임의 상대방의 실력에 적합하고, 적절하게 대응하며 체스 게임을 진행할 수 있다. "본 과제(결과물)는 교육부와 한국연구재단의 재원으로 지원을 받아 수행된 3단계 산학연협력 선도대학 육성사업(LINC 3.0)의 연구결과입니다."

Inventors

김호진
계명효
하규빈
방극선
김채현

Assignees

동서대학교 산학협력단

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241028

Claims (5)

체스말이 배치되는 체스판과, 체스말을 파지하여 상기 체스판에 체스말을 배치하는 협동로봇과, 상기 체스판의 일측면에 구비되며, 게임 정보를 출력하는 도트 매트릭스와, 상기 체스판의 상방에 위치하여 상기 체스말의 이동을 촬영하는 카메라와, 상기 협동로봇의 동작과 게임 정보를 출력하는 상기 도트 매트릭스를 제어하는 컨트롤러 를 포함하는 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템.
제1항에 있어서, 상기 협동로봇은, 상하 방향으로 회동하는 조인트암이 구비되며, 수직 방향을 축으로 회전 가능하도록 구비되는 몸체와, 상기 조인트암의 말단부에 구비되어 체스말을 파지하는 그리퍼 를 포함하는 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템.
제1항에 있어서, 상기 도트 매트릭스는, 상기 체스판에 위치하는 체스말의 위치를 표시하거나, 체스 게임의 진행 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는, 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템.
제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 게임의 난이도와 게임의 진행 정보에 따라 상기 협동로봇의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는, 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템.
제1항에 있어서, 상기 체스판은, 상부면이 자석으로 형성되어, 상부면에 배치되는 체스말이 고정되는 것을 특징으로 하는, 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템.

Description

협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템{CHESS GAME SYSTEM USING COLLABORATIVE ROBOTS} 본 발명은 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템으로, 보다 상세하게는, 체스말을 파지하여 체스말을 배치하는 협동로봇과, 게임 정보를 출력하는 도트 매트릭스와 협동로봇의 동작과 게임 정보를 출력하는 도트 매트릭스를 제어하는 컨트롤러를 포함하여, 상대방의 실력에 적합하게 협동로봇이 체스 게임을 수행할 수 있어 체스 게임을 효과적으로 트레이닝할 수 있는 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템에 관한 것이다. 일반적으로, 체스 게임은 오프라인 상에서 플레이어끼리 진행될 수 있다. 또한, 다양한 체스 게임 플랫폼이 배포됨에 따라 온라인 상에서 플레이어와 플레이어가 게임을 하거나, 한명의 플레이어가 체스 게임 플랫폼 상의 가상 플레이어와 게임을 할 수 있다. 이와 같은 가상 플레이어와 게임을 진행하는 경우, 가상 플레이어의 난이도 레벨을 플레이어가 직접 선택할 수 있다. 다만, 이와 같은 경우, 이미 선택된 난이도에 따라 게임이 진행되는 바, 가상 플레이어의 실력이 게임 중에 상대 플레이어에 따라 가변되기 어려운 점이 있다. 또한, 가상 플레이어의 레벨이 생각보다 높거나 낮을 경우, 플레이어의 체스 게임 트레이닝에 있어 큰 효과가 제공되기 어렵다. 특히, 온라인 상에서 진행되는 체스 게임은 실제적으로 오프라인 상에서 체스말을 옮기고 배치하면서 느낄 수 있는 현장감이나, 이와 같은 현장감에 따른 긴박감을 상대 플레이어가 얻기 어려운 점이 있다. "본 과제(결과물)는 교육부와 한국연구재단의 재원으로 지원을 받아 수행된 3단계 산학연협력 선도대학 육성사업(LINC 3.0)의 연구결과입니다." 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템을 예시하는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템의 사시도를 예시하는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템의 그리퍼를 예시하는 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템의 체스판과 체스말을 예시하는 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템의 지지판을 예시하는 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템의 체스말 비전 인식 과정을 설명하는 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템의 도트 매트릭스를 설명하는 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템의 작동 과정을 설명하는 도면이다. 본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 발명되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 발명이 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템을 예시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템의 사시도를 예시하는 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 협동로봇(110)은 체스말을 파지하여 체스판(120)에 체스말을 배치할 수 있다. 여기에서, 협동로봇(110)은 몸체(111), 그리퍼(112) 등이 구비될 수 있다. 협동로봇(110)은 컨트롤러(150)의 제어에 따라 동작이 제어될 수 있다. 컨트롤러(150)는 게임의 난이도, 게임의 진행 정보에 따라 협동로봇(110)의 동작을 제어할 수 있다. 협동로봇(110)의 몸체(111)는 협동로봇(110)의 본체로, 수직 방향을 축으로 회전하도록 구비될 수 있다. 또한, 몸체(111)는 상하 방향으로 회동하는 조인트암(111a)이 구비될 수 있다. 이에 따라, 협동로봇(110)이 체스말을 움직일 경우, 조인트암(111a)이 체스말의 방향에 위치하도록 몸체(111)가 수직 방향을 축으로 회전할 수 있고, 체스말에 접근하여 그리퍼(112)가 파지하도록 조인트암(111a)이 하방으로 회동할 수 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템의 그리퍼를 예시하는 도면이다. 도 3을 참조하면, 그리퍼(112)는 조인트암(111a)의 말단부에 구비되어 체스말을 파지하도록 동작할 수 있다. 여기에서, 그리퍼(112)는 집게 형상으로 형성될 수 있다. 그리퍼(112)가 체스말에 접근하는 경우, 그리퍼(112)의 팔이 벌어질 수 있다. 또한, 그리퍼(112)가 파지 가능한 위치에 도달하는 경우, 그리퍼(112)의 팔이 닫히게 됨으로써, 그리퍼(112)가 체스말을 파지할 수 있다. 또한, 도 3의 (a)를 참조하면, 그리퍼(112)의 내측면에 실리콘패드(112a)가 구비될 수 있다. 그리퍼(112)와 체스말이 접촉된 상태에서, 실리콘패드(112a)에 의해 실리콘패드(112a)와 체스말의 마찰력이 증가할 수 있다. 이에 따라, 그리퍼(112)가 체스말을 파지하는 경우, 그리퍼(112)에서 체스말이 미끄러지는 이탈되는 것이 방지될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 그리퍼(112)는 다양한 형상으로 구비될 수 있다. 도 3의 (b) 및 (c)를 참조하면, 협동로봇(110)의 그리퍼(112)가 체스말을 파지하는 동작을 수행하는 과정에서, 그리퍼(112)와 이미 배치된 체스말과의 간섭을 회피할 수 있도록 그리퍼(112)는 사각판 형상으로 형성될 수 있다. 특히, 그리퍼(112)는 길이보다 폭이 좁도록 형성(예를 들면, 길이는 약 5cm로 형성되고, 폭은 약 2cm로 형성)됨으로써, 그리퍼(112)가 다른 체스말과 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 그리퍼(112)는 손가락 형상으로 구비됨으로써, 그리퍼(112)와 다른 체스말과의 충돌을 피할 수 있으며, 그리퍼(112)가 목적하는 체스말을 용이하고 안정적으로 파지할 수 있다. 여기에서, 그리퍼(112)는 액체 실리콘을 응고시켜 제작될 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템의 체스판과 체스말을 예시하는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동로봇을 활용한 체스 게임 시스템의 지지판을 예시하는 도면이다. 도 4를 참조하면, 체스판(120)은 체스말이 배치되는 부재로, 일반적인 체스판의 형상으로 구비될 수 있으며, 체스판(120)은 하부의 지지판(121)에 안착되어 고정될 수 있다. 도 4의 (a) 및 (b)를 참조하면, 체스판(120)의 상부 외측면은 일반적인 체스판의 형태로 형성될 수 있다. 또한, 체스판(120)의 하부 내측면은 체스말이 배치될 수 있는 위치마다 고정부재(120a)가 구비될 수 있다. 도 4의 (c)를 참조하면, 체스말의 하부에는 자석이 구비될 수 있다. 체스말이 체스판(120)에 배치될 경우, 체스말이 배치된 위치에 대응되는 고정부재(120a)에 의해 체스말이 고정될 수 있다. 고정부재(120a)는 자석 또는 금속으로 구비될 수 있다. 고정부재(120a)가 자석으로 구비될 경우, 고정부재(120a)는 체스말의 자석과 다른 극의 자석으로 형성됨으로써, 체스말과 고정부재(120a)에 인력이 작용하여 체스말이 체스판(120)에 고정될 수 있다. 또한, 고정부재(120a)가 금속으로 구비될 경우, 체스말의 자성에 의해 체스판과 고정부재(120a)에 인력이 작용함으로써, 체스말이 체스판(120)에 고정될 수 있다. 또한, 고정부재(120a)가 구비되는 경우, 체스말은 체스판(120) 상에서 정위치에 배치될 수 있다. 즉, 체스판(120)에 진동 등이 작용하는 경우에도 체스말이 정위치에서 고정될 수 있다. 이에 따라, 협동로봇(110)이 체스말을 이동시키거나 배치시키는 경우, 체스말이 설정된 정위치에 배치된 상태이므로 협동로봇(110)이 용이하고 안정적으로 체스말을 파지할 수 있다. 또한, 보관함(120b)은 체스 게임 중에, 잡힌 체스말이 보관될 수 있다. 보관함(120b)은 체스말이 협동로봇(110)이 구동 범위 내에서 이동되어 보관될 수 있도록 체스판(120)에 인접하게 구비될 수 있다. 도 5를 참조하면 체스판(120)은 지지판(121)에 안착되어 고정될 수 있다. 즉, 협동로봇(110)이 체스말을 안정적으로 이동시켜 배치시킬 수 있도록, 체스판(120)은 지지판(121)에 고정될 수 있다. 지지판(121)에 복수 개의 볼트(121a)가 구비됨으로써, 볼트 결합에 의해 체스판(120)의 하부가 지지판(121)에 결합될 수 있다. 카메라(130)는 체스판(120)의 상방에 위치하여 체스말의 이동을 촬영할 수 있다. 카메라(130)는 전체 체스말의 이동이 촬영될 수 있도록 체스판(120), 보관함(120b) 등을 모두 촬영할 수 있는 촬영 범위를 포함할 수 있다. 또한, 카메라(130)는 줌인, 줌아웃 가능하게 구비됨으로써, 체스말의 위치, 체스말의 이동을 보다 상세하게 촬영할 수 있다. 카메라(130)는 체스판(120)의 상방에 위치됨에 따라, 이동하는 쳇스말의 위치를 실시간으로 촬영하여 이미지를 획득할 수 있다. 특히, 카메라(130)는 체스판을 위에서 아래로 비춰서 플레이어가 둔 체스말의 위치를 저장할 수 있다. 약 1초마다 루프문을 이용해 체스판의 값을 파이썬에 입력하고 기존에 저장