• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.448-453
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• 2012

최근 다양한 환경에서 지능형 로봇의 안정된 이동방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 복합 바퀴-다리형 이동 로봇의 설계 방법을 제안하고, LRF(Laser Range Finder)센서를 이용한 복합 이동형 로봇의 저전력 보행 기반 장애물 회피 알고리즘을 제안하였다. 로봇의 자세 안정화와 소비에너지를 줄이기 위해 모터 전류값을 바탕으로 자세를 보정하여 저전력 보행 알고리즘을 구현하였고, 이를 기반으로 LRF센서를 이용한 장애물 회피 알고리즘을 제안하였다. 로봇의 각 다리에서 소비되는 전력을 고르게 분포시키게 자세를 보정하여 보행을 안정화시키고, 최단 경로로 장애물을 회피하여 이동함으로써 전체 소비 에너지를 감소시키며 보행 안정성을 향상하였다. 본 연구에서 제안한 방법들은 실제 복합 이동 로봇의 보행 및 장애물 회피 실험을 통해 성능을 검증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권11호
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• pp.1665-1674
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• 2013

본 논문에서는 허리 관절을 갖는 4족 로봇의 효율적인 경사면 보행을 위해 유전 알고리듬(Genetic Algorithm: GA)을 이용한 경사면 보행 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 먼저, 허리 관절을 갖는 4족 로봇의 기구학적 모델을 유도하며, GA를 수행하기 위한 유전자 및 적합도 함수를 설정한다. 또한, 경사면에서 최적의 에너지 안정여유도(Energy Stability Margin: ESM)를 갖는 4족 로봇의 자세와 도달 영역 내의 발끝 착지 지점을 GA를 이용하여 자동으로 탐색하여 보행한다. 마지막으로, 4족 보행 로봇의 모의 실험을 통해 기존 방법과 비교함으로써 본 논문에서 제안한 방법의 효용성을 검증한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.119-122
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• 2009

본 연구는 뇌졸중으로 인한 편마비 환자 20명을 대상으로 총 8주간 시지각 운동 과제를 적용하여 자세 균형, 보행 양상에 미치는 효과를 검증하고자 시행하였다. 실험군(n=10)과 대조군(n=10) 모두 보존적인 물리치료를 실시하였고 실험군에는 시지각 운동 과제 프로그램을 더하여 실시하였다. 본 연구의 결과는 실험군의 되먹임 측정을 통한 자세 균형 검사에서 편평한 지면 위에서 눈을 뜨고 감은 상태의 안정성 지수는 유의한 감소를 보였으며, pillow 위에서 눈을 뜨고 감은 상태의 안정성 지수도 유의하게 감소하였다. 체중분포지수는 편평한 지면에서 눈을 뜨고, 감은 상태와 pillow 위에서 눈을 뜨고 감은 상태 모두에서 유의하게 감소하였다. 실험군에서 10m 보행 속도는 대조군과 달리 유의하게 증가하였다. 본 연구에서의 시지각적 운동과제 프로그램은 편마비 환자의 신체기능과 관련된 자세균형 및 보행을 증진시키는 효과가 있었고 이에 보다 효과적인 운동방법으로 제시할 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제36권2호
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• pp.131-143
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• 2009

인간이 최소 에너지를 소비하면서 자연스럽고 안정된 상태로 보행한다는 것에 착안하여, 본 논문은 인간 보행의 COG 궤적을 분석함으로써 인간형 이족로봇의 자연스러운 보행에 관한 연구를 수행한다. 이를 위해서 본 논문은 ssgittal plane과 frontal plane상의 보행 영상으로부터 계측된 COG 궤적을 고려함으로써 안정적이고 에너지를 최소화하는 자연스러운 이족로봇의 보행 패턴을 생성한다. 인간과 이족 로봇은 기구학적인 형태는 유사하지만 자유도에 있어 많은 차이를 의이기 때문에 추출된 인간 관절의 회전력을 이족로봇에 바로 적응할 수 없다. 본 논문에서는 인간의 보행패턴으로부터 계측된 각 관절의 회전력과 인간의 COG 궤적으로부터 계산된 ZMP을 이용하는 적응적 보행 패턴 생성 GA 알고리즘을 통해 5-link 이족로봇 모델의 보행패턴을 생성한다. 제안된 알고리즘은 인간의 각 관절의 회전력과 ZMP 궤적을 고려하기 때문에 인간과 같이 유연하고 에너지 소비를 최소화하는 인간형 이족로봇의 보행패턴을 생성한다. 본 논문은 역기구학을 이용한 일반적인 방법과 제안하는 방법에 의해 생성된 보행 패턴을 각각 5-link 이족로봇 모델에 적용하여 시각적인 측면과 에너지 효율측면에서 평가함으로써 제안하는 알고리즘의 우수성을 입증하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제43권5호
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• pp.19-27
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• 2006

본 논문은 사족 보행 로봇에 대한 내고장성 걸음새의 안정여유도를 개선하는 방법을 논한다. 기존에 제안되었던 재고장성 걸음새는 사족 보행 로봇이 다리 고장이 발생한 후에도 보행을 계속할 수 있게 하였다. 하지만 내고장성 걸음새가 임계 안정여유도를 가지므로 몸체 무게중심의 위치가 순차적으로 바뀔 때에는 걸음새가 불안정해질 수 있다는 약점을 지니고 있다. 본 논문에서는 이러한 약점을 극복하기 위해서 양(陽)으로 안정여유도를 가지는 내고장성 걸음새를 관절고착고장에 대해서 제안한다. 관절고착고장은 로봇 다리의 관절 하나가 한 지점에 고착되어 더 이상 움직일 수 없는 상태를 말한다. 양의 안정여유도는 걸음새 동작 과정에서 한 다리가 이동하기 전에 지지 다리들의 위치를 조정함으로써 얻어질 수 있다. 제안된 걸음새의 우수성을 입증하기 위해서 안정여유도, 보폭 등의 매개 변수들을 중심으로 기존 걸음새와 성능 비교를 수행한다.

• 융합정보논문지
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• 제8권1호
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• pp.9-14
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• 2018

본 연구는 맨발 보행과 운동화 착용 보행에서 보행주기의 차이를 비교하여 보행역학에 따른 신발 개발에 기초자료를 제공하고자 한다. 발의 변형과 이상이 없는 정상 성인 여성 30명을 대상으로 보행 주기를 측정하였다. 먼저 운동화를 착용하고 보행하여 주기를 측정한 후, 맨발로 보행하여 주기를 측정하여 데이터를 얻었다. 이후 두 데이터를 대응표본 T-test를 이용하여 비교하였다. 실험 결과 맨발 보행에서 입각기 좌측(p<.001), 우측(p<.005), 체중부하기 좌측(p<.009), 우측(p<.002), 전유각기 좌측(p<.002), 우측(p<.011), 양하지 지지기(p<.004)가 증가하였고, 중간 입각기 좌측(p<.016), 우측(p<.001), 유각기 좌측(p<.001)이 감소하였다. 이는 맨발 보행이 다양한 발의 감각의 입력을 증가시켜 보행안정성이 높은 보행이 가능해 졌다고 보여 지며, 향후 보행 주기에 의거하여 맨발보행과 가까운 신발 개량이 필요하다고 사료된다. 향후 신발의 개량을 위해 신발 종류에 따른 보행주기 연구가 필요할 것이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1247-1252
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• 2005

다리를 가진 로봇은 지형에 대한 높은 적응능력을 가졌다할지라도 바퀴로 구동되는 로봇과 비교했을 때 일반적으로 그 속도가 상당히 느리다. 다리를 가진 로봇으로 빨리 움직이는 속도를 얻기 위해서는 두발로봇의 달리는 것과 4족 로봇의 속보나 뛰는 것과 같이 동적으로 안정한 걸음걸이가 좋은 해결법이다. 그러나 동적으로 안정한 걸음걸이의 에너지 효율은 일반적으로 느린 걸음걸이와 같은 안정한 걸음걸이보다 낮다. 본 논문에서는 4족으로 걷는 로봇의 에너지 효율에 관한 실험적 연구를 보여주고 있다. 걷는 보행 방법에 따른 2가지 패턴에 따른 에너지 효율관계를 TITAN-VIII이라 명명된 4발로 걷는 로봇을 기준으로 시뮬레이션을 통하여 비교분석 하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.516-526
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• 2017

본 논문은 테오얀센 메커니즘을 적용한 보행 로봇 형상 및 라인 트레이싱을 위한 센서의 최적 설계를 수행한다. 소프트웨어를 활용하여 보행 로봇의 운동학적 해석(보행 곡선 추적, Ground Length, Ground Angle Coefficient), 최적화 및 상세 설계, 센서 추적 관련 시뮬레이션을 수행하고 분석하여 속도가 빠르며 안정적으로 주행하는 테오얀센 메커니즘 모델을 제안한다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.124-129
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• 2013

6족 보행 로봇은 2족 또는 4족 보행 로봇에 비하여 안정적인 보행이 가능한 장점이 있다. 따라서 6족 보행 로봇은 이러한 보행의 안정성을 기반으로 다양한 지능적인 동작을 수행하기에 유리한 구조이다. 본 논문에서는 전형적인 6족 보행 로봇과는 달리 로봇의 진행 방향에 대하여 전후 다리와 좌우에 각각 한 쌍의 다리를 갖는 6족 보행 로봇을 제안하고 제안된 로봇을 사용하여 다양한 지능형 동작을 수행한다. 26개의 모듈형 모터를 사용하여 로봇 기구부를 구성하고 호스트 PC, DSP 주제어기, AVR 보조 제어기, 스마트폰/스마트패드로 구성되는 제어기를 구현한다. 구현된 로봇은 스테레오 카메라, 적외선 센서, 초음파 센서, 접촉 센서 등 다양한 센서 데이터를 사용하여 비평탄면 보행, 공차기, 원격 제어 및 3차원 모니터링 등 다양한 지능형 동작을 수행할 수 있음을 실험을 통하여 검증한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2017년도 춘계학술발표대회
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• pp.1064-1065
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• 2017

트레드밀 인터페이스는 사용자의 보행 모션을 인식하여 가상세계를 네비게이션 할 수 있는 보행 플랫폼이다. 특히 작은 보행 영역을 가지는 트레드밀의 경우, 보행자 속도 예측 방법에 의해 더욱 효과적인 지면 모션의 생성이 가능하다. 본 연구에서는 착용형 압력 센서로 부터 측정되는 족부 압력 데이터를 기반으로 하는 보행속도 예측 방법과 트레드밀 제어 방법을 제시하고자 한다. 속도 예측은 지면 반발력 데이터 중 압력중심의 변화 속도를 통해 도출되며, 예측된 속도를 트레드밀 속도 제어에 안정적으로 적용하기 위한 피드포워드 제어 방법을 제시한다. 또한 족부 압력 데이터 측정이 가능한 자율 제어 트레드밀 시스템 구현과 보행 실험 과정을 소개한다.