• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제5권4호
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• pp.419-428
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• 2007

This paper describes the development of a six-axis force/moment sensor with rectangular taper beams for an intelligent robot's wrist and ankle. In order to accurately push and pull an object with an intelligent robot's hand, and in order to safely walk with an intelligent robot's foot, the robot's wrist and ankle should measure three forces Fx, Fy, and Fz, and three moments Mx, My, and Mz simultaneously from the mounted six-axis force/moment sensor to the intelligent robot's wrist and ankle. Unfortunately, the developed six-axis force/moment sensor utilized in other industrial fields is not proper for an intelligent robot's wrist and ankle in the size and the rated output of the six-axis force/moment sensor. In this paper, the structure of a six-axis force/moment sensor with rectangular taper beams was newly modeled for an intelligent robot's wrist and ankle, and the sensing elements were designed by using the derived equations, following which the six-axis force/moment sensor was fabricated by attaching strain-gages on the sensing elements. Moreover, the characteristic test of the developed sensor was carried out by using the six-component force/moment sensor testing machine. The rated outputs from the derived equations agree well with those from the experiments. The interference error of the sensor is less than 2.87%.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권7호
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• pp.90-97
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• 2007

This paper describes the development of 6-axis force/moment sensor considered adult weight far an intelligent foot of humanoid robot. In order to walk on uneven terrain safely, the foot should perceive the applied forces Fx, Fy, Fz and moments Mx, My, Mz to itself and control the foot using the forces and moments. The applied forces and moments should be measured from a 6-axis force/moment sensor attached to the foot, which is composed of Fx sensor, Fy sensor, Fz sensor, Mx sensor, My sensor and Mz sensor in a body. Each sensor should get the deferent rated load, because the applied forces and moments to foot in walking are deferent. Therefore, one of the important things in the sensor is to design each sensor with the deferent rated load and the same rated output. In this paper, a 6-axis force/moment sensor (rated load of Fx and Fy are 500Nm and Fz sensor is 1000N, and those of Mx and My are 18Nm, Mz sensor is 8Nm) for perceiving forces and moments in a humanoid robot's foot was developed using many PPBs (parallel plate-beams). The structure of the sensor was newly modeled, and the sensing elements (plate-beams) of the sensor were designed using by ANSYS software (FEM (Finite Element Method) program). Then, a 6-axis force/moment sensor was fabricated by attaching strain-gages on the sensing elements, and the characteristic test of the developed sensor was carried out. The rated outputs from FEM analysis agree well with that from the characteristic test.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.1491-1500
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• 2008

본 논문은 은닉 마르코프 모델을 사용하여 사람의 특정한 행동을 인식하여 사용자에게 알려주는 지능형 영상 감시 시스템을 제안한다. 본 방법에는 카메라를 통해 입력된 영상에서 사람 영역을 찾은 후 발 영역만을 추출하여 특징이 되는 관측열을 생성한다 특징 영역은 입력 영상의 각 프레임을 16개의 영역으로 나누어 발바닥이 위치한 곳의 코드를 읽어 사용하고, 인식하고자 하는 패턴 행동들에 대해서는 각각의 관측열을 구하고 HMM의 Baum-Welch 알고리즘을 사용하여 학습한다. 인식에는 전향 알고리즘을 사용하여 입력된 행동과 학습된 행동을 확률적으로 비교하여 영상 내의 행동이 어떤 패턴 행동인지를 결정하여 출력한다. 제시된 방법은 복도에서 사람의 특정 행동을 인식하는데 성공적으로 적용될 수 있음을 실험을 통해 확인했다.

• 로봇학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.161-172
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• 2017

Foot mechanisms play the role of interface between the main body of robotic systems and the ground. Biomimetic design of the foot mechanism is proposed in the paper. Specifically, multi-chained and multiple contact characteristics of general foot mechanisms are analyzed and their advantages are highlighted in terms of impulse. Using Newton-Euler based closed-form external and internal impulse models, characteristics of multiple contact cases are investigated through landing simulation of an articulated leg model with three kinds of foot. It is shown that in comparison to single chain and less articulated linkage system, multi-chain and articulated linkage system has superior characteristic in terms of impulse absorption as well as stability after collision. The effectiveness of the simulation result is verified through comparison to the simulation result of a commercialized software.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.360-365
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• 2013

본 연구에서는 발끝 궤적을 미리 설계하지 않고, CPG(Central Pattern Generator)를 이용하여 동적으로 생성할 수 있는 기법을 제안한다. 생성된 발끝 궤적은 CPG 의 진동적인 출력에 따라 가변적인데, 이는 발끝 궤적이 CPG 진동적인 출력 신호의 맵핑 함수로 주어지기 때문이다. 이를 통해 환경에 적응적인 궤적을 생성할 수 있는 토대를 마련할 수 있다. 제안된 기법의 효율성을 검증하기 위해서, Webots 시뮬레이션을 통해 휴머노이드 로봇 Nao에 대한 실험을 수행하고, 성능과 동작 특성을 분석한다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2006년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제16권 제1호
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• pp.374-377
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• 2006

본 논문은 역설계 기법을 이용하여 비접촉 방법으로 인체의 발을 3차원으로 복원하고, 발에 관련된 분야에서 필요한 데이터를 추출하는 시스템에서 신발 제작에 필요한 데이터를 지능 기법을 이용하여 분류하는 모듈을 제안한다. 신발의 경우 개개인의 신체조건이 다르고 유행과 개성을 추구하고자 하기 때문에 기존의 생산체계로는 한계가 있다. 측정데이터를 기반으로 하는 맞춤 신발은 기존의 전통적인 수제화 방식과 대량생산 방식의 장점만을 취하여 저렴하고 편리하게 제작된다. 또한 3차원 측정기를 이용하여 측정한 화형 데이터를 적당하게 분류한다면 기성화와 수제화 제작에 필요한 라스트 생성과 개인의 발의 구조 분석에 활용 가능 할 것이다. 따라서 본 논문에서는 획득된 발 데이터를 미리 정해 놓은 그룹으로 결정하기위해 신경망을 사용하여 신발 제작에 필요한 최적의 라스트 데이터를 선택하게 한다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2004년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제14권 제2호
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• pp.391-395
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• 2004

본 논문은 맞춤형 신발제작을 위하여 맞춤형 신발에 필요한 화형제작용 데이터를 위한 3차원 측정 장치를 통해 획득한 발의 형상을 인공지능 기법을 기반으로 하는 최적화된 형상을 복원하는 방법을 제시하고자 한다. 본 연구를 위해 개발된 시스템은 PC를 기반으로 하는 기존의 3차원측정 방식을 이용하여 상, 하, 좌, 우로 각각 장착된 8대의 CCD 카메라와 4대의 레이져를 통해 화형 및 발의 형상 데이터를 획득한다 획득된 데이터들은 인공지능 기법을 이용한 영상처리 알고리즘으로 처리되며, 처리 결과는 기존의 지능 기법을 도입하지 않은 시스템에 비해 노이즈제거 특성이 향상되었고, 후처리과정을 간소화 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 3차원 측정을 위해 기구적인 부분과 하드웨어적인 부분의 시스템을 구성하고, 데이터 처리용 소프트웨어에서 입력영상의 전처리 과정 중 영상의 이진화 단계에서 임계값을 결정하기 위하여 간단한 신경망을 사용하였으며, 이에 대한 결과를 제시하고자 한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.871-877
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• 2004

본 논문은 맞춤형 신발제작을 위하여 신발에 필요한 화형제작용 데이터를 3차원 측정 장치를 통해 획득한 발의 형상을 인공지능 기법을 기반으로 하는 최적화된 형상을 복원하는 방법을 제시하고자 한다. 본 연구를 위해 개발된 시스템은 PC를 기반으로 하는 기존의 3차원측정 방식을 이용하여 상, 하, 좌, 우로 각각 장착된8대의 CCD 카메라와 4대의 laser를 통해 화형 및 발의 형상 데이터를 획득한다. 획득된 데이터들은 인공지능 기법을 이용한 영상처리 알고리즘으로 처리되며, 처리 결과는 기존의 지능 기법을 도입하지 않은 시스템에 비해 노이즈제거 특성이 향상되었고, 후처리과정을 간소화 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 3차원 측정을 위해 하드웨어적인 부분과 이를 제어하기 위한 소프트웨어 및 GUI로 전체 시스템을 구성하고, 본 논문에서는 데이터 처리용 소프트웨어에서 입력영상의 전처리 과정 중 영상의 이진화 단계에서 임계값을 결정하기 위하여 신경망을 사용하였으며, 이에 대한 결과를 제시하고자 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.289-290
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• 2009

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.622-628
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• 2009

다족로봇이 보행하기 위해서는 기본적으로 어떤 보행 패턴의 설정이 필요하다. 이러한 관점에서 어떤 보행 패턴이 효과적인 다족 보행을 가능하게 할 것인지를 분석하기 위하여 본 논문은 네 개의 다리를 이용하는 4족 보행 로봇 모델을 고려하며, 보행 순간마다 지지판에 의해 형성되는 지시다각형의 중심경로를 기반으로 보행 밸런스를 분석한다. 또한, 다족 로봇의 보행 밸런스를 평가하기 위한 성능지수를 제안한다. 시뮬레이션을 통하여, 4족 로봇의 보행에서 지지다각형의 중심 경로와 보행 밸런스는 사용된 보행 패턴에 따라 다르다는 사실을 보인다. 결과적으로, 보행 밸런스 지수와 생체모방 관점으로부터 4족 로봇의 보행을 위하여 유용한 보행 패턴을 제시한다.