• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.10a
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• pp.648-651
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• 2004

Biped robot has better mobility than other mobile robot, but it is hard to maintain balance during walking. In order to maintain balance, stability analysis is a key point for a biped robot. The zero moment point analysis has been used most in stability analysis. In this paper, we propose different method of stability analysis using wrench system. It is possible to generate a wrench system by applying a force along an axis in space and simultaneously applying a moment about the same axis. Wrench system is equivalent to a force and moment applied along the same axis. We compare the result of wrench system analysis with that of zero moment analysis in biped robot stability using simulation program.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07d
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• pp.1971-1972
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• 2006

본 논문에서는 휴머노이드 로봇의 예기치 않은 불규칙한 지면 환경 하에서 안정성을 확보하기위한 보행 전략을 제시한다. 휴머노이드 로봇의 안정성에 관한 지표로 널리 사용되는 ZMP(Zero Moment Point)나 COG(Center Of Gravity)를 이용한 방법은 많은 양의 연산을 필요로 하고, 주로 외부에서 가해지는 임의의 힘에 대처하는데 초점을 맞추고 있다. 휴머노이드 로봇의 불안정성을 유발하는 또 다른 주요한 원인으로 예기치 못한 지면 환경을 꼽을 수 있는데, 본 논문에서는 이러한 불규칙한 지형을 보행하는 휴머노이드 로봇의 실시간 안정성을 확보하는데 있어 ZMP나 COG가 아닌 지면으로부터의 반발력을 이용한 직관적인 알고리즘을 제시하며, 자체 개발된 휴머노이드 로봇 ISHURO II를 이용한 시뮬레이션으로 제시된 알고리즘을 검증한다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.14 no.4
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• pp.481-486
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• 2004

The biped robot has the better mobility than the conventional wheeled robot. Since a biped robot tends to tip over easily, it is necessary to take stability into account when determining a walking pattern. To ensure the dynamic stability of the biped robot, we have to adapt the ground conditions with a foot motion and maintain motion, and ensure its stability through the kinematics and dynamics analysis. But its mathematic model is not too easy. In this paper, in order to ensure the dynamic stability of a biped robot, we design the fuzzy model and confirm the realization possibility of the proposed method through some simulations.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07d
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• pp.1937-1938
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• 2006

최근 들어 안정적인 보행 패턴 생성을 위해서 많은 방법들이 제안 되고 있다. 대부분의 논문에서 주기적인 보행에 대한 연구는 이루어지고 있으나 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에 대한 분석은 이루어지지 않고 있다. 본 논문은 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에 대한 분석을 통해 기존의 역 진자 모델(Inverted pendulum model)을 기반으로 부드러운 무게 중심의 궤적을 생성하는 해석적 방법을 제안한다. 이를 위해 먼저 정현파 함수를 이용해 영 모멘트 위치(ZMP, Zero Moment Point) 궤적을 설계한다. 영 모멘트 위치 궤적 설계 시 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에 대해 영 모멘트 위치와 무게 중심 간의 비 최소 위상(non-minimum phase) 시스템의 특성을 이용한다. 제안된 방법을 이용하여 주기적인 보행 구간 및 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에서 부드러운 무게 중심 궤적이 생성됨을 시뮬레이션을 통해 구현하여 제안된 방법의 유효성을 보인다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.18 no.5
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• pp.692-699
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• 2008

This paper describes optimal operation method using recognition of walker's will for a robotic walker. Recently, walking aid system has been required according to the increase of elder and handicapped person. However, most of walking aid system don't have actuator for its movement. Unfortunately, standard frames have weakness for the movement to upward/download direction of slope. So, active type walking aids are interested, but it is not easy to control. In this paper, we adapt user's will system that can recognize walking direction and speed. First, FSR(Force Sensing Register) is applied to measure user's will to walk. And then, fuzzy algorithm is used for determining optimal wheel velocity and direction of the walking aid. From the result, walking aid can move smoothly and safely following the user's will. The walking aid can help user to walk more optimally. Here, all the processes are verified experimentally in the real world.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.20 no.6
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• pp.793-798
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• 2010

In this paper we propose a low-power walking compensation method for biped robot based on consumption energy analysis. Firstly, basic walking motions that can reduce energy consumption of robot movements are implemented based on consumption energy analysis according to robot axes. We define knee bent motion as a basic walking motion. It can improve energy consumption and motion stability by lowering center of gravity of the biped robot. We analyze consumption energy of left and right leg of the robot using motor currents and propose a compensation method of walking motions to reduce unbalance of consumption energy between left leg and right leg. It can also improve energy consumption and walking stability of the robot. The proposed low-power compensation method based on consumption energy analysis is verified by walking experiments of a small biped robot with an embedded system.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.18 no.1
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• pp.100-108
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• 2008

This paper proposes a method of adaptively generating a gait pattern of biped robot. The gait synthesis is based on human's gait pattern analysis. The proposed method can easily be applied to generate the natural and stable gait pattern of any biped robot. To analyze the human's gait pattern, sequential images of the human's gait on the sagittal plane are acquired from which the gait control values are extracted. The gait pattern of biped robot on the sagittal plane is adaptively generated by a genetic algorithm using the human's gait control values. However, galt trajectories of the biped robot on the sagittal Plane are not enough to construct the complete gait pattern because the bided robot moves on 3-dimension space. Therefore, the gait pattern on the frontal plane, generated from Zero Moment Point (ZMP), is added to the gait one acquired on the sagittal plane. Consequently, the natural and stable walking pattern for the biped robot is obtained.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07d
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• pp.2546-2549
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• 2002

이족 로봇(A biped robot)의 안정된 보행과 움직임을 구현하기 위해서는 정밀 센서의 접목이 필수 사항이다. 센서의 정보를 종합한 다음 보행 및 움직임에 적용함으로써 로봇은 향상된 독립성과 자율성을 가지게 되고 그로 인해 지능형 로봇에 한층 더 접근할 수 있게된다. 본 논문에서는 이족로봇의 안정된 보행을 위해 기본이 되는 자세 기울어짐을 측정할 수 있는 가속도 센서를 이용한 이족로봇의 제어 방법을 다루고자 한다. 본 논문의 로봇은 소형 R/C servo motor를 사용하여 설계, 제작 하였으며, 하드웨어 시스템은 메인 CPU로 인텔사의 80C296SA50을 사용, 가속도 측정센서로는 Analog Device 사의 Accelerometer ADXL210를 사용하였다. 이와 같이 가속도 센서를 사용한 시스템은 로봇의 자세를 측정, 판단을 가능케 하여 실시간으로 로봇의 자세를 안정되게 보정 할 수 있어 외부의 변화되는 힘에 자율적으로 대처할 수 있다. 이 때문에 더욱 안정된 지능형 이족로봇을 구현할 수 있다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.13 no.6
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• pp.686-691
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• 2003

In the paper, an intelligent biped walking robot that can overcome the obstacle is developed. Walking algorithms are designed based on the analysis of the human's manner of walking. Infrared sensors are used to detect the obstacles in the working environment and the remote controller of the biped robot use a RF module. The experiment results show that the developed biped walking robot can perform the stable static walking, attention walking, rotation and side stepping to avoid the obstacle, and hurdling the obstacle using the distance correction algorithm that is designed based on the distance information between the biped robot and the obstacle.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07d
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• pp.2393-2395
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• 2003

최근 휴머노이드 로봇 기술의 발전으로 로봇 관련 기반 기술 및 주변 기술의 연구가 활성화되고 있다. 이러한 연구의 하나로 이족 보행 로봇의 보행 알고리즘의 개발이 국내외에서 진행되고 있다. 이족 보행 로봇의 핵심 기술은 로봇의 기구 설계와 보행 제어 알고리즘에 있다. 보행 제어 알고리즘에 있어서는 보행시 로봇의 각 관절에 대한 궤적을 생성하는 방법과 관절의 부하를 최소화하는 힘 제어 방법 등의 알고리즘들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 자체 제작한 12자유도를 갖는 이족 보행 로봇의 안정적인 보행 제어를 수행하는 알고리즘을 제안하였다. 그리고, 다양한 보행 패턴에 대한 실험을 통해 제안한 알고리즘의 유용성을 검증하였다.