• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1793-1794
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• 2008

본 연구는 다양한 환경에서의 인간형 로봇의 안정적인 보행을 하기위한 FSR (Force Sensing Resistor) 센서 기반의 보행패턴에 관한 전체 시스템의 설계와 이의 모의실험이다. 인간형 로봇의 안정적인 보행을 구현하기 위해서는 보행 패턴의 ZMP(Zero Moment Point) 궤적이 안정 영역 내에 위치하게 하여야 하고, 실제 보행 중에도 외부의 환경적인 요인과 내부의 제어 오차에 따라 보행패턴의 수정과 보완이 요구된다. 이에 FSR 센서를 적용하여 전체 인간형 로봇의 보행 시스템을 설계하고 안정적인 다양한 보행을 구현하기 위한 보행패턴을 제안한다. 이를 모의실험을 통해 평지, 계단, 경사면에 따른 보행 안정성을 검증한다. 차후 이러한 모의실험 결과를 보완하여 FSR 센서를 실제 인간형 로봇에 장착하고 실험하여 안정적인 보행을 구현할 계획이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1829_1830
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• 2009

본 논문은 로봇이 처한 환경의 실시간 상황 인식을 위한 지능형 센서 인터페이스를 연구 개발하여 다양한 환경에서의 안정되고 유연한 이족 보행 로봇의 동적 보행 제어를 수행하였다. 자이로 및 가속도 센서를 적용한 실험을 통하여 간단한 보상만으로도 로봇의 안정도가 확연히 개선되는 사실을 알 수 있었다. 미지의 외력이 가해져 로봇이 불안정한 상태가 계속될 때 상체의 기울기 보정이 무게중심을 보다 안정된 영역쪽으로 이동시켜 곧바로 균형을 잡아준다. 또한 압력센서를 이용한 ZMP 측정과 이를 통한 균형 제어 실험 결과 뛰어난 보행을 구현할 수 있었다. 불규칙적인 지면에서도 발바닥에 가해지는 압력 분포가 변화하는 것을 이용하여 ZMP가 항상 로봇의 발바닥 지지 영역 안으로 오도록 제어하였다. 이것을 통해 로봇은 경사면을 보행하거나 기울기가 변하는 바닥에서 쓰러지지 않고 안정한 상태를 유지하였다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2003년도 추계 학술대회 학술발표 논문집
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• pp.1-4
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• 2003

인간의 작업을 보조 혹은 대신하기 위해서 인간과 흡사한 이족보행로봇에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이족보행로봇이 인간을 대신해서 어떤 작업을 하기 위해서는 작업공간에서의 자유로운 이동과 장애물 대처능력은 반드시 필요한 기능이다. 본 논문에서는 안정된 정적보행 및 장애물을 지능적으로 대처하는 이족보행로봇의 보행알고리즘을 제안하였다. 먼저 장애물 대처가능한 이족보행로봇의 기구 설계 및 제어기 구현에 대하여 설명하고, 인간의 보행 분석 결과를 바탕으로 안정된 정적보행 알고리즘을 제안하였다. 또한 좌우 회전 및 옆걸음을 통한 장애물 회피 알고리즘, 발에 부착된 적외선센서로 장애물을 인식하여 장애물을 넘어가는 보행 알고리즘을 제안하였다. 제안한 보행알고리즘은 이족보행로봇을 제작하여 다양한 작업환경에서 실험으로 성능을 검증하였다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제43권4호
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• pp.52-59
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• 2006

보행로봇은 평탄 지형에서나 비평탄 지형에서 이동할 수 있다. 지형에 따라 적절한 알고리즘으로 변화시켜 보행할 수 있다. 지금까지의 시각이 없는 로봇에 적합한 걸음새에 대한 논문들은 각 다리의 착지점을 선택하는 방법에 초점을 맞추고 있다. 그러나 본 논문에서는 스트로크와 주기를 변화시켜 비평탄 지형에서도 안정된 등속도 보행을 하는 알고리즘을 제시한다. 이 적응 알고리즘을 적용하여 로봇이 보행을 한다면, 고 기능의 센서를 이용한 복잡한 제어없이 발바닥에 장착된 힘 센서의 신호만으로도 비평탄 지형에서 안정된 등속도 보행이 가능하다. 본 논문에서는 각 다리에 2 자유도를 갖는 4족 로봇으로 평탄 지형과 비평탄 지형에서 물결 걸음새로 보행하는 실험을 하였다. 보행실험을 통하여 적응 알고리즘이 유용함을 증명하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.329-330
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• 2007

지능형 로봇에서 환경인식과 이러한 환경에 따른 행동 결정능력은 로봇이 필수적으로 갖추어야 할 기능이다. 본 논문은 이족로봇 플랫폼에서 비전기반 환경인식과 이를 통한 안정적인 보행 제어시스템을 제안한다. 비전기반 환경인식 시스템은 움직임 모델을 이용한 로봇 자체 움직임 보정 모듈, Adaboost를 이용한 장애물 영역 추출, PCA를 이용한 장애물 특징 추출, Hierarchical SVM을 이용한 장애물 인식 모듈로 구성되어 있으며, 이러한 환경 인식 시스템으로부터 보행 제어 시스템은 상황에 맞는 안정적이 보행 궤적을 생성한다. 보행 제어 시스템은 neural network을 이용하여 보행 궤적 생성 모듈과 보행 오차를 보정하기 위한 fuzzy 제어기 모듈로 구성되어 있다. 본 시스템을 제작한 로봇에 적용한 결과 보다 안정적인 보행을 할 수 있었다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2006년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제16권 제2호
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• pp.327-331
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• 2006

본 논문은 엔터테인먼트 4족 보행로봇에 관한 것으로 24개의 자유도와 비접촉온도 3축 모션, 터치, 음성인식, CCD 카메라와 IR 센서를 내포하고 있다. 4족 보행로봇을 비평탄지형에서 안정되게 보행시키기 위한 알고리즘과 원격지에서 로봇을 제어하기 위한 알고리즘을 제안한다. 제안한 보행안정화 알고리즘은 다양한 센서들을 이용하여 불확실한 환경 하에서 안정된 보행이 되도록 하였으며, PC 상의 GUI와 음성인식 시스템을 이용하여 로봇을 무선으로 원격제어하게 하였다. 개발한 4족 보행로봇의 실험을 통하여 제안한 알고리즘을 검증하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권4호
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• pp.33-39
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• 2011

이족로봇은 높은 자유도로 인하여 기구적인 불안정성을 내포하고 있기 때문에 보행 시 자세 안정성의 확보가 중요하다. 일반적으로 평지에서는 안정적인 정적 보행이 가능하지만 평지가 아닌 비평탄 지형에서는 보행의 안정성이 현저하게 떨어진다. 본 논문에서는 비평탄 지형에서 이족로봇의 자세 안정화를 포함한 강인한 보행 방법을 제안하였다. 이족로봇의 중앙에 장착된 자이로 센서와 가속도 센서 값을 기반으로 보행 순간마다 센서 값을 감지하여 로봇 몸체의 기울어진 각도를 인식하여 보행 자세를 안정화하는 강인 보행 알고리즘을 설계하였다. 비평탄 지형 보행은 로봇의 기울어진 각도를 인식하여 그 상황에 맞게 관절 각도를 변화시켜 이족로봇 상체의 각도가 평지보행에서와 같도록 하체관절의 각도를 보정하여 보행에서의 안정성을 높였다. 제안된 보행알고리즘은 실제 제작된 이족로봇을 사용하여 비평탄 지형에서 실험하여 제안된 보행 알고리즘의 성능을 검증하였다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2004년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제14권 제1호
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• pp.107-110
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• 2004

이족 로봇은 기존의 바퀴로 움직이는 로봇에 비해 더 큰 이동성을 가지고 있다. 하지만 현실적으로는 쉽게 넘어지는 경향이 있어서, 보행시 동적인 안정성을 확보해야 할 필요성이 있다. 하지만 이를 위한 기구학적 해석이나 동역학적 해석이 너무 난해하다는 단점이 있다. 본 논문에서는, 이족 로봇의 동적 보행에 있어서 안정성을 확보하기 위해 퍼지 모델을 설계하고, 시뮬레이션을 실현함으로써 본 논문에서 제안된 보행 알고리즘이 실현가능한 것임을 확인한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.325-326
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• 2007

인간형 로봇(Humanoid)은 인간과 유사한 구조를 갖고 있는 로봇으로, 이족 보행이 가능하고 양 손이 자유롭기 때문에 인간 생활 환경에 적용이 가능하다. 인간형 로봇은 이족 보행 로봇의 형태를 지니며 보통 20 자유도(DOF : Degree of freedom) 이상의 높은 자유도와 직렬형 링크 구조로 인해 로봇의 안정도를 해석하고 움직임을 제어하기가 어렵다. 이러한 이유로 이족 보행 로봇 동작의 안정도를 증가시키기 위해 로봇의 최적화된 동작 패턴 생성과 자세 제어 등이 연구 되고 있다. 본 논문에서는 범용 근사자의 특징을 갖는 신경망을 이용하여 이족 보행 로봇의 동작 패턴 생성 방법에 대하여 제안하였다. 실제로 계획된 동작을 토대로 6가지의 동작 패턴을 생성하였으며 컴퓨터 모의실험과 상용 이족 보행 로봇을 이용하여 생성된 동작 패턴의 안정도를 확인해보고 제안된 방법에 타당성을 검증하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.63-69
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• 2020

본 연구는 복부압박벨트가 만성 뇌졸중 환자의 안정성한계와 보행 변수에 즉각적인 효과를 알아보기 위해 실시하였다. 뇌졸중 환자 30명을 모집하여 복부압박벨트 착용 전과 복부압박벨트 착용 후 변화를 확인하였다. 측정은 균형변수인 안정성한계(limited of stability), 시공간적 보행 변수(spatiotemporal gait parameter)를 측정하였다. 복부압박벨트 착용 후 마비측, 비마비측, 전방, 후방 이동면적이 유의하게 증가하였고(p<.05), 시간적 보행 변수인 분속수(cadence), 보행속도(gait velocity), 공간적 보행변수인 보폭(stride length)이 유의하게 증가하였다(p<.05). 본 연구를 통해 복부압박벨트 착용은 뇌졸중 환자에게 균형과 보행 기능 개선에 즉각적인 효과가 있다는 것을 확인할 수 있었다. 향후 연구에서는 뇌졸중 환자의 균형과 보행 기능 개선에 효율적인 복부압박 수준과 중재기간에 대한 연구가 필요하다.