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.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제37권2호
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pp.192-198
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2013
본 논문은 2축 구조를 가진 안정화 지향성 Pan-Tilt 시스템을 개발하기 위한 기초연구로서 2축 Pan-Tilt와 Pan-Tilt 구동 하드웨어 보드를 제작하고 표적 추적을 위한 제어기를 설계하는 내용이다. Pan-Tilt 시스템을 6 자유도 선박운동 시뮬레이터에 탑재하여 테스트 환경을 구축하고 RCGA를 이용하여 Pan-Tilt의 모델 매개변수를 추정한 다음, 추정된 모델과 RCGA에 기초하여 시뮬레이션과 실험을 수행함으로써 2 자유도 PID 제어기 동조의 유효성을 검토한다.
This paper addresses issues encountered in measuring the general, 6-degree-of-freedom motion of a human head, A complete mathematical description for measuring the head motion using the six-accelerometer configured bite-bar is suggested, The description shows that the six-axis vibration cannot be completely obtained without the roll, pitch and yaw angular velocity components, A new method of estimating the three orthogonal (roll, pitch and yaw) angular velocities from the six acceleration measurements is introduced. The estimated angular velocities are shown to enable further quantitative error analysis in measuring the translational and angular accelerations at the head. To make this point clear, experimental results are also illustrated in this paper. They show that when the effects of angular velocities are neglected in the head vibration measurement the maximum percentage errors were observed to be more than $3 \%$ for the angular acceleration of the head and to be close to $5 \%$ for its translational acceleration, respectively. It means that the inclusion of all the angular velocity dependent acceleration components gives more accurate measurement of the head vibration.
Nakato & Ha[2]는 정상풍(steady wind) 및 파랑충격의 외력을 받는 소형경주정의 운동 및 전복에 관한 시뮬레이션 연구 결과를 발표하였다. 경주정의 시뮬레이션은 실험 데이터를 이용하고 외력을 고려한 항공역학에서 일반적으로 사용되는 6자유도 운동방정식을 풀어서 수행하였다. 본 논문에서는 선미플랩을 부착하여 양력을 발생토록하여 Nakato & Ha의 운동 방정식을 수정하였다. 플랩에 의한 경주정의 제어는 바람과 파도의 중첩된 외부교란에 의한 전복현상을 상당히 억제시킬 수 있음을 알았다.
Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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제3권2호
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pp.117-123
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2001
To improve control performance of a non-linear system, many other reserches have used the sliding model control algorithm. The sliding mode controller is known to be robust against nonlinear and unmodeled dynamic terms. However, this algorithm raises the inherent chattering caused by excessive switching inputs around the sliding surface. Therefore, in order to solve the chattering problem and improve control performance, this study has developed the sliding mode controller with a perturbation estimator using the observer-based fuzzy adaptive network. The perturbation estimator based on the fuzzy adaptive network generates the control input of compensating unmodeled dynamics terms and disturbance. And the weighting parameters of the fuzzy adaptive network are updated on-line by adaptive law in order to force the estimation errors converge to zero. Therefore, the combination of sliding mode control and fuzzy adaptive network gives rise to the robust and intelligent routine. For evaluation control performance of the proposed approach, tracking control simulation is carried is carried out for the hydraulic motion simulator which is a 6-degree of freedom parallel manipulator.
Recently, Genetic Algorithm(GA) is widely adopted into a search procedure for structural optimization, which is a stochastic direct search strategy that mimics the process of genetic evolution. This methods consist of three genetics operations maned selection, crossover and mutation. Contrast to traditional optimal design techniques which use design sensitivity analysis results, GA, being zero-order method, is very simple. So, they can be easily applicable to wide area of design optimization problems. Also, owing to multi-point search procedure, they have higher probability of converge to global optimum compared to traditional techniques which take one-point search method. In this study, a method of finding the optimum values of suspension parameters is proposed by using the GA. And vehicle is modelled as planar vehicle having 5 degree-of-freedom. The generalized coordinates are vertical motion of passenger seat, sprung mass and front and rear unsprung mass and rotate(pitch) motion of sprung mass. For rapid converge and precluding local optimum, share function which distribute chromosomes over design bound is introduced. Elitist survival model, remainder stochastic sampling without replacement method, multi-point crossover method are adopted. In the sight of the improvement of ride comfort, good result can be obtained in 5-D.O.F. vehicle model by using GA.
This study aims at providing a simple and effective methodology to define a meaningful characteristic period for special class of earthquake records named "pulse-like ground motions". In the proposed method, continuous wavelet transform is employed to extract the large pulse of ground motions. Then, Fourier amplitude spectra obtained from the original ground motion and the residual motion is simply compared. This comparison permits to define a threshold pulse-period (Tp∗) as the threshold period above which the pulse component has negligible contributions to the Fourier amplitude spectrum. The effect of pulse on frequency content of motions was discussed on the light of this definition. The advantage and superior features of the new definition were related to the inelastic displacement ratio (IDR) for single-degree-of-freedom systems with period equal to one half of the threshold period. Analyses performed for the proposed period at three ductility levels u=2,4,6 were compared with the results obtained at half of pulse period derived from wavelet analysis, peak-point method and the peak of product of the velocity and the displacement response spectra (Sv x Sd). According to the results, pulse effects on inelastic displacement ratio seem to be more important when $\frac{T_p^*}{T}=2$ (T is the fundamental vibration period of system). The results showed that utilizing of the proposed definition could facilitate an enhanced understanding of pulse-like records features.
시차 기반 영상처리에 대한 연구들이 증가함에 따라 저해상도 및 모션 블러된 라이트필드 영상을 복원하는 연구는 필수적이 되었다. 이러한 기법들은 라이트필드 영상 향상 과정으로 알려져 있으나 두 개 이상의 문제를 동시에 해결하는 기존의 연구는 거의 존재하지 않는다. 본 논문에서는 라이트필드 공간 영역 초해상도 복원과 모션 블러 제거를 동시 수행하는 프레임워크를 제안한다. 특히, 저해상도 및 6-DOF 모션 블러된 라이트필드 데이터셋으로 훈련하는 간단한 네트워크를 생성한다. 또한 성능을 향상하기 위해 생성적 적대 신경망의 지역 영역 최적화 기법을 제안하였다. 제안한 프레임워크는 정량적, 정성적 측정을 통해 평가하고 기존의 state-of-the-art 기법들과 비교하여 우수한 성능을 나타냄을 보인다.
Recently, the robotic assist system for cardiovascular intervention gets continuously growing interest. The robotic cardiovascular intervention systems are largely two folds, systems for cardiac ablation procedure assist and systems for vascular intervention assist. For the systems, the clinician controls the catheter inserted through blood vessel to the heart via a master console or master manipulator. Most of the current master manipulators have structure of joystick-like pivoting 2 degree of freedom (DOF) handle in the core, which is used in parallel with other sliding switches and input devices. It however is desirable to have customized and optimized design manipulator that can provide clinician with intuitive control of the catheter motion fully utilizing the advantage of the use of robotic structure. A 6 DOF kinematic mechanism that can capture the motion control intention of the clinician in translational 3 DOF and rotational 3 DOF is proposed in this paper. Also, a master-slave motion relationship specially designed for the cardiac catheter manipulation motion is proposed and implemented in an experimental prototype. Design revision for implementation of more efficient motion and experiment in combination with an experimental slave robot system for catheter manipulation are underway.
본 논문에서 우리는 6자유도 원형 체외고정기의 조정을 위한 자동화 시스템에 관한 연구를 진행하였다. 6자유도 원형체외 고정기 자동화시스템은 HCF(Hexapod Circular Fixaotr)라는 체외 고정기를 자동화 한 것으로 HCF의 조정을 위한 소프트웨어와 HCF의 스트럿을 조정해주는 자동화 스트럿으로 구성된다. HCF는 일리자로프 고정기의 한 형태로서, 대표적인 병렬형 로봇인 스튜어트 플랫폼과 유사한 기구적 구조를 갖는다. HCF 조정 소프트웨어는 복잡한 골 변형의 교정을 쉽게 하기위한 소프트웨어로서, X-ray 사진을 이용하여 데이터를 획득한 후, 이 데이터를 HCF 조정 소프트웨어에 입력하여 스트럿의 길이 조정 값을 구한다. 또한 여기서 구한 스트럿 길이 조정 값을 자동화 스트럿 컨트롤러로 입력하여, 자동화 스트럿은 계획된 위치만큼 자동으로 구동된다. 또한 HCF 조정 소프트웨어 데이터는 자동화 스트럿 없이 일반 스트럿을 이용하여 HCF 조정을 위해 사용될 수 있다. 제안된 시스템은 실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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