• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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• pp.315-318
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• 1995

In this paper, an optimal trunk trajectory for stable walking of biped robots is expressed as a simple differential equation, which is then solved by numerical methods. We used ZMP (Zero Moment Point), the virtual total ground reaction point within the region of the supporting food, as the criterion of stability of biped robot walking. If the ZMP is located outside of the stable region in dynamic walking, biped robots fall down. The biped robot considered in this paper consists of two legs and a trunk. The trajectories of the two legs and the ZMP of the biped robot are determined such that they are similar ti those of a human. Based upon those trajectories, the trunk trajectory is solved by numerically integrating differential dynamic equations. Leg motions are controlled by the computed torque control method. The effectiveness of control algorithm as well as the trajectories is confirmed by computer simulations.

• The Journal of Korean Physical Therapy
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• 제16권2호
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• pp.128-139
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• 2004

말초신경은 외상이나 질병 등 여러 가지 원인으로 손상되기 쉬우며, 손상의 정도가 심하거나 치료가 지연되는 경우에는 심각한 기능 소실을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 수영이 말초신경손상후 운동기능의 회복과 뇌유인성 신경영양인자 (brain-derived neurotrophic factor, BDNF) mRNA의 발현에 미치는 효과를 알아보기 위하여, 흰쥐 좌골신경에 압박 손상을 가하고 수영을 적용한 후 보행궤적분석 (walking track analysis)과 역전사연쇄반응 (reverse transcription-polymerase chain reaction, RT-PCR)을 실시하였다. 그 결과, 좌골신경 압박손상된 쥐는 특징적인 보행패턴을 나타내어 좌골신경기능지수 (sciatic function index, SFI)가 현저히 낮아졌으며, BDNF mRNA의 발현이 증가하였다. 좌골신경 압박 손상후 수영을 한 쥐에서는 SFI가 현저히 향상되었으며, BDNF mRNA의 발현은 억제되었다. 이러한 결과는 말초신경손상후 수영이 BDNF mRNA의 발현을 조절함으로써 기능 회복을 촉진시키는 효과적인 치료방법이 될 수 있음을 제안하고 있다.

• 전기학회논문지
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• 제58권2호
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• pp.373-381
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• 2009

In this paper, a humanoid robot is simulated and implemented to walk up a staircase using the blending polynomial and genetic algorithm. Using recently developed kinematics for a biped robot, four schemes for walking up a staircase are newly proposed and simulated separately. For the two schemes of landing a swaying leg on the upper stair, the joint trajectories of seven motors are particularly optimized to generate an energy-minimal motion with the guarantee of walking stability. The proposed scheme of walking upstair is validated by an experiment with a small humanoid robot.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.159-166
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• 2023

이 논문은 실시간 모션 생성 응용분야에서 최근 활발하게 사용되고 있는 모션 매칭 기술을 효과적으로 적용하는 방법에 대해 연구한다. 모션 매칭의 핵심은 간단한 특징 벡터의 정의에 있으나 이 정의의 선택에 따라 결과가 많이 달라지게 된다. 이에 본 연구에서는 보행 동작을 중심으로 사용자가 원하는 궤적을 생성하기 위한 최적의 특징 벡터의 조합을 도출하는 것을 목표로 다양한 조합에 대해 실험하고, 이에 대한 오차 분석을 시행하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.597-602
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• 2014

본 논문은 대학의 복도와 같은 넓고 복잡한 환경에서 레이저 스캐너와 이미지 센서와 같은 다중센서 데이터 융합을 이용한 복수의 사람들에 대한 동작 인식 및 패턴 분석을 소개하였다. 제안한 방법의 인식 시스템은 첫째, 인물 추적을 위한 전 처리 기능과 둘째 이동궤적 특징, 보행특징, 이미지 특징, 환경(글로벌) 특징을 요구하는 특징부 추출에 대한 이론적 근거를 제시하였다. 최적의 영상을 기반으로 한 복잡환경 내에서의 복수의 사람들을 인식하고 움직임에 대한 패턴은 HMM과 SVM을 통한 학습 및 식별을 수행하였다. 학습 및 식별에서는 HMM을 이용한 이동 경로의 추정과 SVM을 이용한 비정상 보행 검색의 실례를 제시하였다. 또한 제안 방법을 검증하기 위하여 대학교의 복도에서 실시한 실험결과를 통해 타당성을 검증하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.115-121
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• 2012

최근 심각한 차대 보행자의 교통사고로 인명피해가 발생함에도 불구하고 사고원인에 대한 과학적으로 정확히 규명하지 못해 사고처리에 대한 논쟁이 끊임없이 발생하여 경제적 손실 및 정신적 고통이 가중되고 있다. 본 연구에서는 차대보행자의 교통사고분석을 위해 객관적인 교통사고관련 물적 증거자료를 토대로 차량공학, 주행역학), 충돌역학, 교통 및 도로공학 등을 검토하였고, PC-Crash 프로그램을 이용하여 충돌전 차량의 충돌초기속도, 진행궤적 및 충돌자세, 충돌전후속도, 충돌지점 등의 인자를 적용한 결과를 얻어 교통사고의 원인을 분석하였다. 그 결과로 스키드마크 및 보행자 충돌속도는 이론값과 비교할 때 각각 11.2%, 2.27%의 오차를 얻었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.51-59
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• 2011

본 논문은 다양한 지면에 적응 가능한 견형 4족 로봇의 위치 이동에 관한 것으로 정 보행과 동 보행의 구현 방법 및 특성을 주로 다루었다. 이를 위하여, 총 12 자유도의 로봇을 자체 제작하였으며, 몸통과 발의 운동궤적을 생체 모방 방식으로 생성한 후 역기구학에 의하여 그에 해당하는 각 다리의 관절각을 해석적으로 구하였다. 이러한 관절각 데이터를 상기 로봇의 ADAMS 모델에 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 결과, 계획된 걷기 및 속보 걸음새가 동력학적으로 안정함을 확인하였다. 그러나 그 이전의 속보 패턴의 경우에는 시뮬레이션 결과와는 달리 실험 중 불안정한 거동을 보였다. 그에 따라 원인 분석을 하는 과정 중, 속보와 같은 동 보행의 경우 ZMP보다는 WSM의 개념을 적극적으로 활용하고 보행 주기를 최대한 단축시키는 것이 안정성 확보에 매우 중요함을 발견하였다.

• 로봇학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.92-103
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• 2013

Humanoid robot is the most intimate robot platform suitable for human interaction and services. Biped walking is its basic locomotion method, which is performed with combination of joint actuator's rotations in the lower extremity. The present work employs humanoid robot simulator and numerical optimization method to generate optimal joint trajectories for biped walking. The simulator is developed with Matlab based on the robot structure constructed with the Denavit-Hartenberg (DH) convention. Particle swarm optimization method minimizes the cost function for biped walking associated with performance index such as altitude trajectory of clearance foot and stability index concerning zero moment point (ZMP) trajectory. In this paper, instead of checking whether ZMP's position is inside the stable region or not, reference ZMP trajectory is approximately configured with feature points by which piece-wise linear trajectory can be drawn, and difference of reference ZMP and actual one at each sampling time is added to the cost function. The optimized joint trajectories realize three phases of stable gait including initial, periodic, and final steps. For validation of the proposed approach, a small-sized humanoid robot named DARwIn-OP is commanded to walk with the optimized joint trajectories, and the walking result is successful.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권6호
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• pp.585-592
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• 2014

본 논문에서는 도마뱀 로봇 설계를 위한 생체운동 모사 다물체 동역학 시뮬레이터가 개발되었다. 시뮬레이터에 사용된 다물체-기구 동역학 모델은 상용 소프트웨어인 RecurDyn 에 쿠반에놀 도마뱀의 모션 캡쳐 데이터와 Micro-CT 데이터를 적용하여 생성되었다. 다양한 도마뱀의 보행 운동 특성 해석을 위해서 생체운동 시뮬레이터는 궤적 생성모듈, 역기구학 모듈, 역동역학 모듈로 구성된다. 궤적생성 모듈은 도마뱀의 속도에 따른 척추운동과 발 궤적을 생성한다. 또한, 도마뱀 로봇 설계를 위해서 역기구학을 통한 관절 각도 계산과 그를 통한 역동역학 해석으로 이동속도에 대한 요구 조인트 구동력을 생성한다.

• 한국운동역학회지
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• 제12권2호
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• pp.1-16
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• 2002

본 연구의 목적은 다운증후군 보행에 영향을 주는 근력 훈련이 성장기에 있는 다운증후군 아동의 지면반력의 변화에 미치는 효과를 살펴보는 것이다. 본 연구의 대상자는 삼염색체 다운증후군을 가진 남자 아동(11세~13세) 8명이며, 근력훈련 전에 지면반력 변인(수직력, 전후력, 좌우력, 총압력중심)을 측정하였으며 근력훈련 후에도 동일한 방법으로 지면반력 변인을 측정하였다. 지면반력 변인의 측정은 2대의 AMTI 지면반력기를 사용하였으며, 초당 100Hz로 데이터를 수집하여 분석하였다. 근력 훈련은 하지 근육 강화 훈련 4종목(스쿼트, 레그 컬, 레그 익스텐션, 토 레이즈)과 복근 및 척추기립근 강화 훈련 2종목(하이퍼 익스텐션, 윗몸 일으키기)으로 구성하여 8주간 주당 3회, 1회 운동 시 10~15RM${\times}$3세트로 점증부하 원리에 의거하여 실시하였다. 본 연구를 통한 결론은 다음과 같다. 근력 훈련 전후의 수직력, 전후력, 좌우력의 변화패턴은 다운증후군 아동별로 다양하게 나타났으며, 근력훈련으로 정상인과 비슷한 패턴으로 향상되었다. 또한, 훈련 전 후의 총압력중심의 이동궤적은 연구대상자별로 다양한 이동궤적이 나타나서 명확한 설명을 하기가 어려우며, 이에 대한 보다 종합적인 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다. 본 연구를 통하여 다운증후군 아동들의 보행의 운동역학적 기전의 이해와 운동학적 결과의 해석을 돕고 향후 병적 보행의 평가에 대한 기초자료를 제시할 수 있을 것으로 사료된다.