피지컬 AI 컴퓨팅 모빌리티 기초동작 편

‘센서 편‘를 통해 세상을 인식하는 ‘눈’을 만들었다면 이제는 그 데이터를 바탕으로 스스로 움직이는 ‘몸’을 만들어야 한다. 『피지컬 AI 컴퓨팅 모빌리티 기초동작편』은 라즈베리파이와 파이썬을 기반으로 실제 움직이는 지능형 모빌리티를 구현하는 과정을 다룬 실습 중심의 로보틱스 입문서이다.

 

이 책은 복잡한 로봇 공학 이론이나 어려운 프로그래밍 지식 없이도 누구나 직접 RC Car 기반의 Pi-Rover를 조립하고 제어하며 피지컬 AI 컴퓨팅의 핵심을 체험하도록 구성되어 있다. 센서 데이터를 기반으로 환경을 인지하고 판단하여 모터를 움직이는 순간, 단순한 전자 장치는 스스로 행동하는 지능형 모빌리티로 변한다. 이러한 기술은 스마트 팜, 스마트 팩토리, 물류 로봇, 자율주행 자동차 등 다양한 산업 분야에서 핵심 기반 기술로 활용되고 있다.

 

책에서는 Python 기초 문법부터 라즈베리파이 개발 환경 구축, GPIO 제어, 센서와 액추에이터 제어, 웹 서버 기반 원격 제어까지 실제 로봇 시스템 구축에 필요한 전 과정을 단계적으로 설명한다. 초음파 센서, 라인 트레이서, IMU 관성센서 등을 활용한 다양한 실습을 통해 센서 데이터를 기반으로 모빌리티를 제어하는 방법을 익힐 수 있다. 또한 여러 센서 데이터를 동시에 활용하는 센서 융합 기법과 실제 환경에서 발생하는 오차를 줄이기 위한 센서 필터링 기술까지 다루어 안정적인 로봇 동작을 구현하도록 한다.

 

후반부에서는 스마트 팩토리 물류 로봇(AGV), 협동 로봇 안전거리 유지 시스템, 자율 탐사 로버, IoT 원격 관제 시스템 등 실제 산업 현장을 모델로 한 프로젝트를 통해 실전 수준의 피지컬 AI 모빌리티 구현 과정을 경험하게 된다.

 

이 책은 컴퓨터 비전공자, 메이커 교육을 시작하는 학생, AIoT와 로보틱스에 관심 있는 개발자까지 누구나 따라 할 수 있도록 “만들면서 배우는(Learning by Doing)” 방식으로 구성되어 있다. 센서를 이해하는 단계에서 한 걸음 더 나아가 실제로 움직이고 행동하는 지능형 모빌리티를 구현하며 피지컬 AI 컴퓨팅의 핵심을 자연스럽게 익히게 된다.

[목 차]
  

Chapter 01 AIoT와 피지컬 AI 컴퓨팅의 이해

1. 개요

2. IoT (Internet of Things)

3. AIoT (Artificial Intelligence of Things)

4. 피지컬 컴퓨팅 (Physical Computing)

5. 피지컬 AI 컴퓨팅 (Physical AI Computing)

 

Chapter 02 파이썬 기초

1. 파이썬이란

2. 기본 문법

3. 제어문

4. 함수와 클래스, 모듈, 패키지

 

Chapter 03 개발환경 구축

1. 라즈베리파이 개요

2. 라즈베리파이 OS 설치

3. 라즈베리파이 OS 기초 설정

4. GPIO 제어

5. 파이썬 프로그래밍 환경

6. 전자 기초

7. 기초 센서 제어 라이브러리 - gpiozero

 

Chapter 04 센서 및 키보드, 웹서버 다루기

1. 준비하기

2. LED

3. 부저

4. 초음파 센서

5. 라인 트레이서

6. 서보 모터

7. 모터 드라이버 (H-bridge)

8. DC Motor

9. IMU 관성 측정 장치

10. 키보드 제어

11. 웹 서버 제어

 

Chapter 05 Pi-Rover 조립하기

01. 개요

02. 하드웨어 - 부품

03. 소프트웨어

 

Chapter 06 기초 동작 실습

01. 환경 설정

02. 키보드 원격제어 동작 실습

03. Wi-Fi 원격제어 동작 실습

04. 초음파 센서 동작 실습

05. 라인 트레이서 동작 실습

06. IMU 관성장치 동작 실습

 

Chapter 07 다중 센서 융합 지능형 동작 실습

01. 환경 설정

02. 센서 융합 동작 실습 - 기초

03. 센서 융합 동작 실습 - 응용

 

Chapter 08 센서 필터링과 동작 안정화

01. 센서 필터링 (Sensor Filtering)

02. 모터 필터링 동작 안정화 실습

03. 초음파 센서 필터링 동작 안정화 실습

04. 라인 트레이서 필터링 안정화 실습

05. IMU 센서 필터링 동작 안정화 실습

 

Chapter 09 종합 프로젝트-지능형 Pi-Rover

01. [준비] 프로젝트 통합 환경 구축

02. [Project 1] 스마트 팩토리 물류 로봇 (AGV)

03. [Project 2] 협동 로봇 : 안전거리 유지 시스템

04. [Project 3] 자율 탐사 로버 (Rover)

05. [Project 4] IoT 원격 관제 센터

 

Chapter 10 부록

01. 하드웨어 & 부품

02. 소프트웨어 및 개발환경

03. Q & A

04. 리눅스 기초 명령어

05. 박스 설명

06. 스마트폰 블루투스 원격 제어를 통한 주행

07. 상식