• 제목/요약/키워드: 생체모방로봇

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생체모방형 수중다관절 로봇의 유영계획 (Swimming Plans for a Bio-inspired Articulated Underwater Robot)

  • 김희중;이지홍
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.782-790
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    • 2013
  • In this paper, we propose a better solution for swimming plans of an articulated underwater robot, Crabster, with a view point of biomimetics. As a biomimetic model of underwater organisms, we chose diving beetles structurally similar to Crabster. Various swimming locomotion of the diving beetle has been observed and sorted by robotics technology through experiments with a high-speed camera and image processing software Image J. Subsequently, coordinated patterns of rhythmic movements of the diving beetle are reproduced by simple control parameters in a parameter space which make it easy to control trajectories and velocities of legs. Furthermore, a simulation was implemented with an approximated model to predict the motion of the robot under development based on the classified forward and turning locomotion. Consequently, we confirmed the applicability of parameterized leg locomotion to the articulated underwater robot through the simulated results by the approximated model.

동적보행을 위한 생체모방형 4족 보행로봇 AiDIN의 개발 (Development of Quadruped Walking Robot AiDIN for Dynamic Walking)

  • 강태훈;송현섭;구익모;최혁렬
    • 로봇학회논문지
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    • 제1권2호
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    • pp.203-211
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    • 2006
  • In this research, a comprehensive study is performed upon the design of a quadruped walking robot. In advance, the walking posture and skeletal configuration of the vertebrate are analyzed to understand quadrupedal locomotion, and the roles of limbs during walking are investigated. From these, it is known that the forelimbs just play the role of supporting their body and help vault forward, while most of the propulsive force is generated by hind limbs. In addition, with the study of the stances on walking and energy efficiency, design criteria and control method for a quadruped walking robot are derived. The proposed controller, though it is simple, provides a useful framework for controlling a quadruped walking robot. In particular, introduciton of a new rhythmic pattern generator relieves the heavy computational burden because it does not need any computation on kinematics. Finally, the proposed method is validated via dynamic simulations and implementing in a quadruped walking robot, called AiDIN(Artificial Digitigrade for Natural Environment).

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점핑로봇 개발을 위한 생체모방적 설계 방법의 리뷰 (Review of Biomimetic Designs for the Development of Jumping Robots)

  • 호탐탄;승현수;이상윤
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.201-207
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    • 2012
  • Jumping is considered as a suitable way for realizing fast locomotion on the ground. As for the issue of developing mobile robots that can jump up and forward enough for accomplishing useful missions, this paper first introduces two types of jumping principles that are found in biological animals or insects. We also present how the principles are applied to several jumping robot examples that include outcomes for the past a few years and also our recent one. Design ideas and features of the robots are explained and compared in order to discuss important issues and guidelines for the design of jumping robots.

생체모방 로봇을 위한 비선형 항법 필터 (A Nonlinear Navigation Filter for Biomimetic Robot)

  • 성상만
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.175-180
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    • 2012
  • A nonlinear navigation filter for biomimetic robot using analytic approximation of mean and covariance of state variable is proposed. The approximations are performed at the time update step in the filter structure. The mean is approximated to the 3rd order of Taylor's series expansion of true mean and the covariance is approximated to the 3rd order either. The famous EKF is a nonlinear filtering method approximating the mean to 1st order and the covariance to the 3rd order. The UKF approximate them to the higher orders by numerical method. The proposed method derived a analytical approximation of them for navigation system and therefore don't need so called sigma point transformation in UKF. The simulation results show that the proposed method can be a good alternative of UKF in the systems which require less computational burden.

원격구동 셀룰로오스 종이 작동기의 응용연구 (Wirelessly Driven Cellulose Electro-Active Paper Actuator: Application Research)

  • 김재환;양상렬;장상동;고현우;문성철;김동구;강진호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권5호
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    • pp.539-543
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    • 2012
  • 셀룰로오스 EAPap 작동기는 생체 모방형 작동기의 하나로 생체적합하고 가볍고 비교적 낮은 전압에서도 큰 변위를 발생시킨다는 장점을 가지고 있다. 셀룰로오스를 재생하면서 셀룰로오스 파이버를 배열함으로써 압전 종이를 만들었다. 한편 셀룰로오스에 탄소나노튜브, 산화금속 나노분말, 전도성 고분자, 이온성 유체등을 물리적, 화학적으로 결합시켜 다양한 하이브리드 나노복합재를 만들었다. 본 논문에서는 셀룰로오스 EAPap 의 제조공정 및 이를 응용한 바이오센서, 화학센서, 유연트랜지스터, 그리고 작동기의 응용 디바이스에 대해 소개한다. 또한 셀룰로오스 EAPap 을 무선으로 구동하는 기술에 대해 소개한다. 이는 생체모방로봇, 정찰 등에 활용될 수 있다.

로봇학습에 기반한 제니보 프로그램이 유아의 정서발달에 미치는 효과 (The Effect of Genibo Program Based Robot Learning on a Pre-Schoolers' Emotional Development)

  • 이재철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.165-172
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 로봇학습에 기반한 제니보 프로그램이 유아의 정서에 미치는 효과를 밝히는 데 있다. 본 연구의 목적을 달성하기 위하여 Y시 소재 유치원 2개 학급(교사 2명, 유아 44명)을 각각 실험집단과 비교집단으로 나눈 후, 실험집단을 대상으로 제니보를 이용하여, 5개의 메인메뉴로 구성된 20개의 하위 콘텐츠를 적용하였다. 두 집단을 대상으로 정서지능 평가검사를 사전 사후로 실시한 후, SPSS 18.0 통계분석프로그램을 이용한 t-검증과 관찰이 이루어졌다. 연구결과 첫째, 제니보는 유아의 정서에 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다. 정서지능의 4가지 영역(정서인식 및 표현, 사고 촉진, 지식의 활용, 반영적 조절)에서 모두 유의미한 변화를 보였다. 둘째, 생체모방형 로봇은 동물이 수업에 친근하게 사용되는 것과 같이 유아에게 친근하게 다가갈 수 있었다. 셋째, 남아가 여아보다 로봇을 선호하는 경향이 강하다는 기존의 연구들과는 달리 제니보는 남녀유아 모두의 정서에 긍정적인 영향을 미쳤다. 이러한 연구결과는 유아를 위한 새로운 교육방법으로서 로봇의 도입을 긍정적으로 검토를 할 수 있고, 친숙한 동물형태의 생체모방형 로봇이 효과적으로 활용될 수 있으며, 로봇의 활용은 유아의 성별보다 개인적인 성향과 발달수준 등에 의해 고려되어야 함을 시사한다.

다족 로봇을 위한 효과적인 보행 패턴 분석 (Analysis on Effective Walking Pattern for Multi-Legged Robots)

  • 김병호
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.622-628
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    • 2009
  • 다족로봇이 보행하기 위해서는 기본적으로 어떤 보행 패턴의 설정이 필요하다. 이러한 관점에서 어떤 보행 패턴이 효과적인 다족 보행을 가능하게 할 것인지를 분석하기 위하여 본 논문은 네 개의 다리를 이용하는 4족 보행 로봇 모델을 고려하며, 보행 순간마다 지지판에 의해 형성되는 지시다각형의 중심경로를 기반으로 보행 밸런스를 분석한다. 또한, 다족 로봇의 보행 밸런스를 평가하기 위한 성능지수를 제안한다. 시뮬레이션을 통하여, 4족 로봇의 보행에서 지지다각형의 중심 경로와 보행 밸런스는 사용된 보행 패턴에 따라 다르다는 사실을 보인다. 결과적으로, 보행 밸런스 지수와 생체모방 관점으로부터 4족 로봇의 보행을 위하여 유용한 보행 패턴을 제시한다.

유연다리로봇 복합구조 설계 및 제작 기술 연구 (Study of composite structure design and manufacturing for compliant legged robot)

  • 최락현;강유나;위디아 아울리아;이경제;이동하;권오석;문상준
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.410-413
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    • 2012
  • A traditional fabrication method is very difficult to make small robots using embedded sensors, actuators and connectors. Fortunately, Shape Deposition Manufacturing can provide an alternative method, and it has many benefits. Firstly, the weight of robot can be lighter, as it can be consisted of composite materials. Secondly, SDM can make simple robot structures because this approach does not need to use connectors and fasteners. Lastly, SDM gives stiffness and flexibility at the specific parts. Therefore, in this paper, we present a design of 3 segment legs organized by SDM, what the SDM approach is, and compare SDM method with 3 segment prototype legs which uses a traditional approach and made by DGIST.

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유전성 고분자를 이용한 생체모방형 구동기 (Biomimetic Actuator Based on Dielectric Polymer)

  • 정광목;류성무;구익모;전재욱;구자춘;남재도;이영관;최혁렬
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.1271-1279
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    • 2004
  • A new bio-mimetic actuator is proposed. The actuator realizes bidirectional actuation since it is with a stretched film antagonistically configured with compliant electrodes. Also, it is distinguished from existing actuators with respect to the controllability of its compliance. Bidirectional actuation and compliance controllability are important characteristics for the artificial muscle actuator and the proposed one accomplishes these requirements without any mechanical substitute or complicated algorithms. In this paper its basic concepts and working principles are introduced with static and dynamic analysis. Control strategies for displacement as well as stiffness are introduced and experimental results are given to confirm the effectiveness of the proposed methods. In addition, an example of robotic actuating devices is given to confirm the usefulness of the proposed actuator.

여유구동을 활용한 생체모방 궤적계획 (Biomimetic Trajectory Planning Via Redundant Actuation)

  • 이재훈;이병주
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.456-465
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    • 2003
  • It is well-known that bio-systems does not calculate inverse dynamics for trajectory planning, but they move by proper modulation of system impedances. Inspired by bio-systems, a biomimetic trajectory planning method is proposed in this work. This scheme is based on employment of redundant actuation which prevails in bio-systems. We discuss that for the generation of the biomimetic trajectory, intelligent structure of bio-systems plays an important role. Redundant actuation and kinematic redundancy fall into such a category of intelligent structure. The proposed biomimetic trajectory planning modulates the complete dynamic behavior such as natural frequencies and damping ratios by using the intelligent structure. Experimental work is illustrated to show the effectiveness of the proposed biomimetic trajectory planning for a five-bar mechanism with redundant actuators.