• 전기학회논문지
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• 제58권3호
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• pp.614-620
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• 2009

The force distribution in multi-legged robots is a constrained, optimization problem. The solution to the problem is the set points of the leg contact forces for a particular system task. In this paper, an efficient and general formulation of the force distribution problem is developed using linear programming. The considered walking robot is a quadruped robot with a locked-joint failure, i.e., a joint of the failed leg is locked at a known place. For overcoming the drawback of marginal stability in fault-tolerant gaits, we define safety margin on friction constraints as the objective function to be maximized. Dynamic features of locked-joint failure are represented by equality and inequality constraints of linear programming. Unlike the former study, our result can be applied to various forms of walking such as crab and turning gaits. Simulation results show the validity of the proposed scheme.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.603-609
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• 2010

본 논문은 SURF(Speeded Up Robust Features)를 기반으로 한 대상 물체 인식 알고리즘과 GP(Genetic Programming)를 기반으로 한 직진, 회전, 정지, 후진 걸음새(gait) 자동 생성을 각각 구현한다. 그리고 이를 결합 하여, 대상을 인식하고 자율적으로 접근 및 추종할 수 있는 인식 기반 지능적인 보행 기법을 제안한다. 4족 보행 로봇의 걸음새는 GP를 사용하여 각 관절의 궤적에 대한 회귀분석으로 생성한다. 고속의 특징점 검출에 적합한 SURF를 사용해서 물체의 위치와 크기를 인식하고, 물체까지의 거리를 계산한다. 4족 보행로봇의 물체 인식 및 이를 통한 자율접근 보행 실험은 ODE(Open Dynamics Engine) 기반의 Webots 시뮬레이션과 실제 로봇에 대해서 수행된다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.133-140
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• 2012

In this paper, we suggest a lifelike pattern generator for a quadruped walking system with a head, a tail, four legs and a torso. The system looks like a giant dinosaur which stands over 7 meters tall with its legs over 2 meters long. We focus on its lifelike naturalness. Thus, generating logical patterns in harmony with head-body-tail patterns and quadrupedal locomotion patterns makes you feel that the quadruped walking system is alive. The basic patterns of four legs and a body are obtained from a 3D graphic animation, which is made and captured from various motions of similar species in existence since the giant dinosaurs are exterminated. The dinosaur-like mechanism also is designed from bone and joint structures of quadrupedal animals. The lifelike pattern generator based on fuzzy logic could generate lifelike motions according to the dinosaur-like mechanism and the basic patterns. A series of computer simulations and experimental implements show that the pattern generator makes the quadruped walking system lifelike.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.1926-1930
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• 2004

We suggest a turning gait planning of a quadruped walking robot with an articulated spine. Robot developer has tried to implement a gait more similar to that of natural animals with high stability margin. Therefore, so many types of walking robot with reasonable gait have been developed. But there is a big difference with a natural animal walking motion. A key point is the fact that natural animals use their waist-oint(articulated spine) to walk. For example, a crocodile which has short legs relative to a long body uses their waist to walk more quickly and to turn more effectively. The other animals such as tiger, dog and so forth, also use their waist. Therefore, this paper proposes discontinuous turning gait planning for a newly modeled quadruped walking robot with an articulated spine which connects the front and rear parts of the body. Turning gait is very important as same as straight gait. All animals need a turning gait to avoid obstacle or to change walking direction. Turning gait has mainly two types of gaits; circular gait and spinning gait. We apply articulated spine to above two gaits, which shows the majority of an articulated spine more effectively. Firstly, we describe a kinematic relation of a waist-joint, the hip, and the center of gravity of body, and then apply a spinning gait. Next, we apply a waist-joint to a circular gait. We compare a gait stability margin with that of a conventional single rigid body walking robot. Finally, we show the validity of a proposed gait with simulation.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제12권5호
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• pp.237-242
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• 2023

고성능의 보행 로봇에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며 4족 보행 로봇은 비평탄 지형에서 이동성과 적응력이 뛰어나 많은 관심을 받고 있지만 높은 비용으로 도입과 활용성에 어려움이 있다. 본 논문에서는 저비용의 4족 로봇에 지능적 기능을 적용하여 활용도를 높이기 위해 임베디드 보드에 IMU와 강화학습을 탑재하여 비평탄 지형 극복능력을 개선하고 카메라와 딥러닝을 이용하여 객체를 자동으로 검출하는 방법을 제시한다. 로봇은 4족 포유류 동물의 다리 형태로 구성되고 각 다리는 3 자유도를 가진다. 설계된 3D 모델로 시뮬레이션 환경에서 복잡한 지형을 학습시키고 실제 로봇에 적용한다. 본 연구방법의 적용을 통해 평탄 지형과 비평탄 지형의 보행 능력에 크게 차이가 나지 않음을 확인하였으며 제한된 실험조건에서 실시간으로 사람 검출을 수행하는 동작을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1247-1252
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• 2005

다리를 가진 로봇은 지형에 대한 높은 적응능력을 가졌다할지라도 바퀴로 구동되는 로봇과 비교했을 때 일반적으로 그 속도가 상당히 느리다. 다리를 가진 로봇으로 빨리 움직이는 속도를 얻기 위해서는 두발로봇의 달리는 것과 4족 로봇의 속보나 뛰는 것과 같이 동적으로 안정한 걸음걸이가 좋은 해결법이다. 그러나 동적으로 안정한 걸음걸이의 에너지 효율은 일반적으로 느린 걸음걸이와 같은 안정한 걸음걸이보다 낮다. 본 논문에서는 4족으로 걷는 로봇의 에너지 효율에 관한 실험적 연구를 보여주고 있다. 걷는 보행 방법에 따른 2가지 패턴에 따른 에너지 효율관계를 TITAN-VIII이라 명명된 4발로 걷는 로봇을 기준으로 시뮬레이션을 통하여 비교분석 하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.1235-1241
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• 2012

본 논문에서는 4족 보행로봇 TITAN-VIII의 모든 관절각과 로봇 본체의 자세각을 계측하여 발바닥의 위치를 추정하고 각 관절의 구동모터를 제어하였다. 네 발바닥에 로드셀을 설치하여 주기, 한주기당 이동거리와 발바닥이 들어 올려지는 높이를 변경하여 8가지 서로 다른 조건에서 보행실험을 수행하고 보행 중 발바닥에 가해지는 힘과 각 관절을 구동하는 모터의 소비전력을 구한 후 비교 분석하여 자세제어의 타당성을 평가하였다. 분석결과 새로운 주기가 시작되는 구간에서 발바닥이 지면을 늦게 떠나는 슬립현상을 확인했는데 이것은 관절각과 본체의 자세각을 계측하여 발바닥의 위치를 추정하고 보행계획을 수립하여 제어하는 것만으로 보행 중 발생하는 로봇 본체의 기울어짐과 기계적인 에러를 완벽하게 극복하지 못함을 확인했다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.305-311
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• 2012

본 논문에서는 4족 로봇 몸체의 xz-축 스웨이(sway)를 이용하여 4족 로봇의 몸체 흔들림을 최소로 하고 안정도 여유를 최대로 하는 걸음새 생성 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 물결 걸음새(wave gait)를 기반으로 생성하고, 안정도 판별은 움직이는 다리의 높이 변화량과 4족 로봇의 몸체 기울기 정보를 이용한다. 이 때, 4족 로봇의 보행 시 z-축 스웨이로 인한 몸체의 충격을 줄이기 위해 푸리에 급수(Fourier series)를 이용하여 다리의 유연한 이동 궤적을 생성한다. 마지막으로, 본 논문에서 제안한 알고리듬의 실제 적용 가능성 및 효용성을 검증하기 위해 모의 실험 및 4족 로봇의 실제 보행 실험을 수행하여 제안한 방법의 보행 성능을 검증한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.320-327
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• 2006

This paper introduces a new entertainment robot called ELIRO-II(Eating Lizard RObot version 2)which is a bio-mimetic quadruped walking robot with autonomous eating function. We focus on the realization of the behavior of an animal, i.e., wandering around to find food and eating food. The ELIRO-II is modeled after a lizard, which has four legs, 2-DOF waist-joint, an eye part, a mouth part and a stomach part. The effectiveness of the developed robot is shown through real experiments.

• 대한전기학회논문지
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• 제43권2호
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• pp.329-338
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• 1994

This paper presents a novel method of path planning for a quadruped walking robot on irregular terrain. In the previous study on the path planning problem of mobile robots, it has been usually focused on the collision-free path planning for wheeled robots. The path planning problem of legged roboth, however, has unique aspects from the point of viw that the legged robot can cross over the obstacles and the gait constraint should be considered in the process of planning a path. To resolve this unique problem systematically, a new concept of the artificial intensity field of light is numerically constructed over the configuration space of the robot including the transformed obstacles and a feasible path is sought in the field. Also, the efficiency of the proposed method is shown by various simulation results.