이 글은 건설 자동화를 위해 스위스 취리히 공대(ETH)에서 개발한 오픈소스 로보틱스 프레임웍인 COMPAS를 간단히 소개한다.
COMPAS 응용 예시(ETH)
소개
COMPAS는 건설 엔지니어링 현장에서 로보틱스 기술을 사용하기 위해 필요한 도구, 소프트웨어 및 개발 프레임웍을 제공한다. 참고로, COMPAS는 ETH Zurich에 있는 Institute of Technology in Architecture(ITA)의 BRG(Block Research Group) 공동 책임자인 Tom Van Mele 박사와 Philippe Block박사의 주도아래 개발되었다. Tom 박사는 계산 기하학, 로보틱스 수학 기술 개발을 이끌었고, 박사후 연구원 팀을 감독하며, 프레임웍 개발을 조언하였다. 그는 Empa 모듈러 연구, NEST 혁신 건물 건설 자동화를 위해 BRG에서 개발한 HiLo 모듈을 개발한 프로젝트 리더이다.
COMPAS 1.0은 2021년 1월 릴리즈 되었으며, 건설 자동화, PREFAB, 로봇기반 인스펙션과 같은 어플리케이션 개발에 필요한 오픈 소스 파이썬 프레임워크이다.
이 프레임웍의 목표는 AEC(Architecture Engineering and Construction) 연구에서 건설, 기계, 소프트웨어 분야간 협업 작업을 단순화하고, 개발 소스의 공유 및 재사용을 제공하는 것이다.
라이브러리는 특정 CAD에 의존되지 않는 컴퓨터 계산 기하학 처리(곡선 및 곡면 교차 계산, 점군 처리, 메쉬 처리, 선형대수 등) 기본 데이터 구조 지원, 로봇 공학, 수치 해석 방법 등을 제공할 뿐만 아니라, 확장 가능한 JSON 데이터 직렬화, 다양한 파일 형식을 지원한다.
건축 로보틱스
기하학 커널은 Python 스크립팅 엔진이 있는 모든 환경에서 지원된다. 프레임워크에는 Rhino, Grasshopper 및 Blender와 통합을 위한 전용 패키지가 함께 제공된다.
이와 같은 핵심 라이브러리 외에도 ROS(Robot Operating System), CGAL, libigl, Abaqus, ANSYS, SOFISTIK, Pybullet 등 애드인 확장성을 제공한다.
설치하기
conda install -c conda-forge compas
사용하기
그래스호퍼 등 다양한 모델링 도구에서 애드인을 제공하고 있다. 아래는 그래스호퍼에서 컴파스를 실행하는 기본 코드이다.
import compas
from compas.datastructures import Mesh
from compas_ghpython.artists import MeshArtist
mesh = Mesh.from_obj(compas.get('faces.obj'))
a = MeshArtist(mesh).draw()
컴파스는 건설 현장에서 로봇을 제어하기 위한 다양한 API를 제공한다. 아래는 로봇암을 제어할 때 사용하는 API 예시이다.
from compas.geometry import Frame, Point, Vector
frame = Frame([0, 0, 0], [1, 0, 0], [0, 1, 0])
frame.point
frame = Frame(Point(0, 0, 0), Vector(1, 0, 0), Vector(0, 1, 0))
마무리
컴파스를 개발하고 프로젝트를 주도하고 있는 Tom 박사는 특이한 이력의 소유자이다. 그는 벨기에 브뤼셀에 있는 Vrije Universiteit Brussel에서 건축 및 구조 공학을 공부했다. 미국 뉴욕에서 프리랜서 건축가, 구조 엔지니어 및 프로그래밍 개발자로 2년을 보낸 후, Tom은 교육 플랫폼 eQUILIBRIUM을 개발하기 위해 2010년 박사후 연구원으로 BRG에 합류했다. 이는 ETH Innovedum 보조금 지원으로 개발되었다.
그는 실제 실무 경험에서 우러나온 기술 개발을 통해, ETH의 BRG 그룹을 이끌고 있으며, AEC 분야에서 로보틱스 기술이 쉽게 스며들기 위한 방법을 연구하고 있다. 그의 이력은 기술 연구에 대한 명확한 목표, 열정과 실무 경험이 합쳐질 때 컴파스와 같은 실무에서 사용 가능한 플랫폼 기술이 세상에 자신있게 릴리즈될 수 있다는 것을 증명한다.
레퍼런스
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