• 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.25 no.3
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• pp.248-253
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• 2015

In order to adapt to human's life and perform missions, a humanoid robot needs a height at least similar with children's. In this paper, we proposed a humanoid robot which is like a child who is taller than 1m. We presented showing the humanoid robot's kinematics, designing of a three-dimensional model, developing mechanisms, and the hardware structures using servo motors and compact size PC. Through this process, we designed and manufactured child humanoid robot 'CHARLES(Cognitive Humanoid Autonomous Robot with Learning and Evolutionary Systems)' that is robot is 1m 10cm tall and 8.16kg in weight. For robot's walking, we applied to ZMP-based walking technique and the creation algorithm is applied for walking patterns. Through experiments, we analyzed walking patterns according to the creation and changing parameter values.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.22 no.5
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• pp.631-638
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• 2012

This work proposes a new method to generate velocity profile of a traction motor equipped in a rehabilitation system for knee joint patients through humanoid robot simulation. To this end, a three-dimensional full-body humanoid robot model is newly constructed, and natural human gait is simulated by applying to it reference joint angle trajectories already published. Linear velocity is derived from distance data calculated between the positions of a thigh band and its traction motor at every sampling instance, which is a novel idea of this paper. The projection rule is employed to kinematically describe the humanoid robot because of its high efficiency and accuracy, and measured joint trajectories are used in simulating human natural gait referring to Winter's book. The attained motor velocity profile for a certain position in human body will be applied to our walking-assistance system which is implemented with a treadmill system.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.1675-1676
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• 2008

인간 동보행의 원리를 3축가속도 센서를 이용 소형 휴머노이드의 보행원리를 적용시키는 것을 목적으로 건강한 일반인 20명을 대상으로 3축가속도를 사람의 신발 앞꿈치에 장착하여 각 축에 따른 가속도를 측정하였다. 이에 앞서 사람들의 다리길이(골반부터 발목), 개인의 평균 보폭등을 측정하여 각각을 평균화하는 과정을 거치고 이 평균화된 데이터를 기준으로 제작된 소형 휴머노이드의 다리길이에 따른 보폭 및 보행원리를 적용함으로서 소형 휴머노이드의 보행을 간단한 비을 적용하여 제어할 수 있도록 하였다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.21 no.1
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• pp.132-137
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• 2017

This paper proposes a transformation method of the zero moment point (ZMP) and the center of mass (CoM) from one walking pattern to other patterns by considering the structure of a robot or walking situations in real time. In general, a humanoid robot has own structure characteristics like height and mass. The structure characteristics make the given CoM/ZMP walking pattern of one human or one humanoid robot to be difficult to apply to other robot directly. For this purpose, we analyze the characteristics of walking patterns according to the step length, duration of walking support phase and the CoM height by using the cart-table model as the simple humanoid robot model. A transformation equation is derived from the analyzation and it is verified with simulation.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1744-1745
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• 2007

휴머노이드 로봇은 높은 자유도 때문에 생기는 비선형성 때문에, 안정성을 보장하는 것은 중요한 연구 분야중 하나이다. 또한 안정적인 보행을 하기위해서 미지의 환경하에서 발의 착지는 첫 번째 단계중 하나이다. 그러나, 이족보행 로봇은 반작용 없이 안정적인 발의 착지를 하기 위한 정보를 얻는것이 쉽지 않기 때문에, 착지에 관한 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러므로, 본 논문에서는 퍼지 시스템을 이용한 실시간 착지 제어 방법에 대해 제안하였다. 실시간 착지 제어는 다양한 지면의 조건에서 안정성을 갖고 있어야 하는 제약 조건을 갖는다. 이전까지의 연구에서는 실시간 착지제어에 관한 방법이 매우 전무하고 부가적인 기계적 장비를 (특수한 발의 구조) 필요로 하였다. 그러나, 본 논문에서는 힘 센서만을 사용하여 다양한 환경이 인식될수 있게 하였다. 제안된 방법은 19 자유도를 갖는 휴머노이드 모델을 통해 실험되었다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.24 no.5
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• pp.477-481
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• 2014

Human has various types of emotions which affect speculation, judgement, activity, and the like at the moment. Specifically, walking is also affected by emotions, because one's emotion status can be easily inferred by his or her walking style. The present research on biped walking with humanoid robots is mainly focused on stable walking irrespective of ground condition. For effective human-robot interaction, however, walking pattern needs to be changed depending on the emotion status of the robot. This paper provides analysis and comparison of gait experiment data for the men and women in four representative emotion states, i.e., joy, sorrow, ease, and anger, which was acquired by a gait analysis system. The data and analysis results provided in this paper will be referenced to emotional biped walking of a humanoid robot.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.17 no.5
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• pp.640-647
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• 2007

This paper presents a joint controller for a humanoid robot based on genetic algorithm. h humanoid robot has basically instability during walking because it isn't fixed on the ground. Moreover nonlinearities of the joints increase its instability. If one of them isn't satisfied, the robot may fall down at the ground during walking. To attack one of those problems, joint controller is proposed. It can perform tracking control preciously and reduce the effect of nonlinearities by gear, limitation of the input voltage, coulomb friction and so on. This controller is based on fuzzy-sliding mode controller (FSMC) and compensator and control gains are searched by a proposed genetic algorithm. It can reduce the effect by nonlinearities. Also, to improve the tracking performance, the proposed controller has motion controller. From the given controller, a humanoid robot can moved more preciously. Here, all the processes are investigated through simulations and it is verified experimentally in a real joint system for a humanoid robot.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.317-318
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• 2007

휴머노이드 로봇이 인간에게 필요한 다양한 서비스를 제공하기 위해서는 정해진 동작이 아닌 상황에 따른 다양한 동작이 요구된다. 특히 보행에 있어서는 회전각도 보폭 등이 상황에 따라 변경이 가능해야 한다. 이에 따라 로봇에게 필요한 다양한 보행 궤적을 생성하기 위해서는 보행궤적의 생성과 안정성 판별을 위한 ZMP(Zero Moment Point), COG(Center Of Gravity)등의 생성을 위한 시뮬레이터가 필요하게 된다. 본 논문에서는 성행 연구를 통해 개발된 시뮬레이터 프로그램의 단점을 분석하고 보완하여, 보폭 및 회전 각도가 자유로운 회전 보행의 생성이 가능한 시뮬레이터 프로그램을 구현하였다. 그리고 구현된 시뮬레이터 프로그램을 사용하여 생성된 궤적 파일을 동역학 해석 프로그램인 NASTRAN을 이용 시뮬레이터를 검증한다.

• The Science & Technology
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• no.5 s.432
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• pp.66-69
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• 2005