관절형 로봇은 바퀴구동로봇에 비해 인간과 비슷한 형태를 갖추고 있어 친화성이 높고 관절로 인하여 자유도가 높으며 접지점을 임의로 설정할 수 있다. 또한 접지위치와 본체와의 상대위치를 자유로이 설정할 수 있으며 관절을 매니플레이터로서 사용할 수도 있는 장점을 가지고 있다. 이에 반해 많은 자유도를 가지고 있어 기구가 복잡하고 이동속도가 바퀴구동로봇에 비해 늦으며 이동시 진동이 일어나기 쉽고 로봇이 넘어지지 않도록 하는 특별한 제어가 필요하게 된다. 많은 생물들의 기본다리인 4족형 구조는 동적안정을 유지하면서 이동을 계속할 수 있고, 또 보행중에도 기구적으로 쓰러짐을 회피할 수 있는 완전보행을 실현하는 최소한의 관절수로 구성되어 있는 보행형태이다. 이러한 보행실험을 위해 4족 보행로봇인 TITAN-VIII을 이용하여 Trot 보행 알고리즘을 연구하여 보행 실험을 행하였다.
압력측정시스템은 입각기동안 동적압력분포를 성공적으로 측정할 수 있으나 하중수용기-중간입각기, 말기입각기-전유각기의 전환기들에 대해서는 운동분석시스템을 사용하지않고는 정확한 정의가 불가능하다. 따라서 저자들은 수평자유보행 시 압력중심의 이동을 이해하기 위해서 정상적인 발을 가진 20-30대 성인남자 78명을 대상으로 동작분석과발바닥 압력측정을 동시에 수행하였다. 결과로 하중반응기-중간입각기 전환시기의 발바닥 압력중심점은 후족부와 중족부의 경계선에서 앞쪽으로 1.9$\pm$1.5frame(32$\pm$24msec)에 위치하였으며 말기입각기-전유각기 전환시기에는 중족골두 최대 압력점의 앞쪽으로 2.3$\pm$2.0 frame(38$\pm$33msec)에 위치하였다. 정상수평보행에 있어서 최초접지 순간 압력중심은 전방으로 빠르게 이동하다가 바로 급속히 감소하여 하중반응기-중간입각기의 전환시기에는 작은 속도로 이동하였다. 압력중심의 이동속도는 그 후 다시 서서히 증가하다가 전체 보행주기의 25% 전후에서 서서히 감소하여 비교적 일정하다가 말기입각기-전유각기의 전환시점에서 다시 급격한 증가를 보였다. 족부질환과 보행특성을 판단하는데 있어서 압력중심의 이동궤적은 매우 유용한 인자가 될 것으로 기대된다. 본 연구를 통해서 압력측정시스템만으로는 정의할 수 없었던 두 전환기인 하중반응기-중간입각기, 말기입각기-전유각기를 결정할 수있게 되었다.
본 연구에서는 3차원 RGB-D Xtion2 카메라를 이용하여 보행자의 골격좌표를 추출한 결과를 바탕으로 동적인 특성(속도, 가속도)을 함께 고려하여 딥러닝 모델을 통해 사람을 인식하는 방법을 제안한다. 본 논문의 핵심목표는 RGB-D 카메라로 손쉽게 좌표를 추출하고 새롭게 생성한 동적인 특성을 기반으로 자체 고안한 1차원 합성곱 신경망 분류기 모델(1D-ConvNet)을 통해 자동으로 보행 패턴을 파악하는 것이다. 1D-ConvNet의 인식 정확도와 동적인 특성이 정확도에 미치는 영향을 알아보기 위한 실험을 수행하였다. 정확도는 F1 Score를 기준으로 측정하였고, 동적인 특성을 고려한 분류기 모델(JCSpeed)과 고려하지 않은 분류기 모델(JC)의 정확도 비교를 통해 영향력을 측정하였다. 그 결과 동적인 특성을 고려한 경우의 분류기 모델이 그렇지 않은 경우보다 F1 Score가 약 8% 높게 나타났다.
안전한 자율주행을 위하여 차량 센서에만 의존하는 Stand-alone 방식의 한계를 극복하기 위한 방법으로, 노변의 인프라와 자율주행차간 정보를 교환하는 '자율협력주행' 방식의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 과정에서 협력의 대상이 되는 동적정보는 통신 데이터 손실 측면의 평가방법이 일반적이지만, 정보로서 역할 중심의 평가방법이 필요하다. 본 연구에서는 자율협력주행에서 동적정보 서비스 역할의 적정성을 평가하기 위하여 역할 기반 평가방법을 제안하였다. 평가 척도로 검출률, 검출 소요시간, LDM 처리시간을 제안하였고, 평가방법론을 검증하기 위하여 실제 도로에서 보행자 정보를 대상으로 실증 실험을 시행하였다. 실험 결과로는 검출률 99%, 소요시간 200ms/건, 처리시간 19ms/건을 얻었다. 향후 제안된 동적정보 서비스 평가 방법이 관련 정보제공 서비스의 평가에 활용되기를 기대한다.
자동차 주요 생산국인 우리나라 보행자의 교통사고 사망률은 인구 10만 명 당 5.28명으로서 OECD 평균의 약 2.5배에 달한다. 보행자를 감지하고 운전자에게 경보를 보내주는 시스템이 개발되어 보행자 교통사고를 조금이라도 줄일 수 있다면, 그 자체만으로도 보행자 감지 시스템의 가치는 충분하기 때문에 PDS에 대한 관심이 높아지고 있다. 보행자 교통사고율은 야간에 더 높기 때문에, 야간 보행자 감지 시스템에 주요 자동차 회사들이 관심을 두고 있으나, 그들은 일반적으로 고가의 나이트비젼 또는 복합적 센서를 사용하는 장비를 채택하고 있다. 본 논문에서는 PDS에서 나이트비젼 대신에, 넓은 동적 범위를 갖는 가시 스펙트럼 대역 흑백 카메라 한 대만을 사용하는 야간 보행자 감지 기법을 제안한다. 서로 다른 환경에서 촬영된 야간 동영상들에 대해 실험한 결과, 제안 알고리듬이 에지가 어느 정도 정확하게 검출되는 상황이라면 정확한 보행자 검출 성능을 보였다.
In order to control a dynamic gait of quadrupedal walking robot, the equations of motion of the whole mechanism are required. In this research, the equations of motion are formulated analytically using Kane's dynamic approach. As a dynamic gait model, a trot gait has been adopted. The degree of freedom of whole mechanism could be reduced to 7 by idealizing the kinematic feature of the trot gait. Using the equations of motion formulated, the results of the redundant-joint torque analysis and the simulation of dynamic walking motion are presented.
본 연구에서는 다중 상태 변수의 인수 HMM을 일반화하여 연속 은닉 변수와 이산 은닉 변수가 결합된 순차 상태 추정 모형을 제안하고 이에 기반한 보행 동작 모형을 설계한다. 유한 상태의 이산변수는 마르코프 연쇄 구조로 보행의 동역학적 특성을 표현하고 각 이산 상태에 대해 연속 변수를 독립변수로 한 가우스 과정을 정의한다. 마르코프 상태 천이는 여러 가우스 과정 사이의 스위칭을 제어하며 각 가우스 과정은 동일한 자세의 회전 또는 다양한 시각을 표현한다. 온라인 필터링 추론을 위해 입자 필터 방식의 추론 알고리듬도 제시한다. 이 알고리듬은 입력 벡터 열이 주어졌을 때 이들 병렬적 가우스 과정을 동적으로 갈아타는 스위칭 궤적을 디코딩 해준다. 실험 결과 비선형적 보행자 비디오 영상을 보행방향과 보행 상태의 열로 분리하며 매우 직관적인 해석을 할 수 있음을 보였다.
신축 구조물의 설계 단계에서 동적 강도 기준 및 진동 설계 기준을 설정하고 사람의 거동에 따른 기준층 구조의 동적 사용성 및 건물의 용도별 진동 영향성 평가를 동적 시뮬레이션 기법을 토대로 정량적인 방법을 통하여 수행하고 그 결과를 바탕으로 건물 사용성 및 용도에 따른 구조물의 안정성, 근무 요원들의 근무 환경 및 건물 운용의 관점에서 진동 영향성 평가를 수행함과 동시에 필요한 경우 최적의 동적 대책을 수립한다. 또한 건물 내부의 운용설비가 구조물에 미치는 영향을 평가하여 최적의 방진 대책을 제시하여 건물 완료 후 발생할 수 있는 진동 문제를 최소화 하고자 한다.
본 연구는 대학생의 라이프케어에서 시력 차이가 균형 및 보행능력에 미치는 영향을 연구하였다. 본 연구는 G 광역시에 소재의 H 대학교에 재학 중인 45명을 대상으로 안경과 콘택트렌즈를 착용하지 않는 대조군(n=22)과 안경과 콘택트렌즈를 착용하는 실험군(n=23)으로 나누어 실시하였다. 대상자는 안경과 콘택트렌즈를 착용하지 않은 상태에서 logMAR 차트로 시력을 측정하고, BIOrescue로 균형능력을 평가하였으며, G-Walk로 보행능력을 평가하였다. 본 연구의 결과는 시력 측정에서 대조군보다 실험군은 통계적으로 유의하게 시력이 낮았다(p<.01). 정적 균형능력은 오른발의 무게중심 이동이 대조군보다 실험군이 통계학적으로 유의하게 증가하였으며(p<.05), 동적 균형능력은 대조군보다 실험군에서 안정성 한계가 통계적으로 유의하게 감소하였다(p<.05). 보행능력은 한발짝 거리와 한걸음 거리는 대조군보다 실험군의 오른발에서 통계적으로 유의하게 짧았으며(p<.05), 흔듦기는 대조군보다 실험군의 오른발에서 통계적으로 유의하게 감소하였다(p<.05). 본 연구의 결과를 종합해 보면, 대학생의 라이프케어에서 시력 차이는 균형과 보행능력의 감소시키는 것을 알 수 있었다. 따라서 대학생의 라이프케어에서 시력이 낮은 대학생의 넘어짐과 부딪침을 예방하기 위해 안경 및 콘택트렌즈를 통한 시력 교정이 필요할 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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