Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.13
no.4
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pp.358-364
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2007
Intelligent walking modeling of humanoid robot using learning based neuro-fuzzy system is presented in this paper. Walking pattern, trajectory of the zero moment point (ZMP) in a humanoid robot is used as an important criterion for the balance of the walking robots but its complex dynamics makes robot control difficult. In addition, it is difficult to generate stable and natural walking motion for a robot. To handle these difficulties and explain empirical laws of the humanoid robot, we are modeling practical humanoid robot using neuro-fuzzy system based on the two types of natural motions which are walking trajectories on a t1at floor and on an ascent. Learning based neuro-fuzzy system employed has good learning capability and computational performance. The results from neuro-fuzzy system are compared with previous approach.
Q-learning, based on discrete state and action space, is a most widely used reinforcement Learning. However, this requires a lot of memory and much time for learning all actions of each state when it is applied to a real mobile robot navigation using continuous state and action space Region-based Q-learning is a reinforcement learning method that estimates action values of real state by using triangular-type action distribution model and relationship with its neighboring state which was defined and learned before. This paper proposes a new Region-based Q-learning which uses a reward assigned only when the agent reached the target, and get out of the Local optimal path with adjustment of random action rate. If this is applied to mobile robot navigation, less memory can be used and robot can move smoothly, and optimal solution can be learned fast. To show the validity of our method, computer simulations are illusrated.
Human-Robot Interaction (HRI), based on already well-researched Human-Computer Interaction (HCI), has been under vigorous scrutiny since recent developments in robot technology. Robots may be more successful in establishing common ground in project-based education or foreign language learning for children than in traditional media. Backed by its strong IT environment and advances in robot technology, Korea has developed the world's first available e-Learning home robot. This has demonstrated the potential for robots to be used as a new educational media - robot-learning, referred to as 'r-Learning'. Robot technology is expected to become more interactive and user-friendly than computers. Also, robots can exhibit various forms of communication such as gestures, motions and facial expressions. This study compared the effects of non-computer based (NCB) media (using a book with audiotape) and Web-Based Instruction (WBI), with the effects of Home Robot-Assisted Learning (HRL) for children. The robot gestured and spoke in English, and children could touch its monitor if it did not recognize their voice command. Compared to other learning programs, the HRL was superior in promoting and improving children's concentration, interest, and academic achievement. In addition, the children felt that a home robot was friendlier than other types of instructional media. The HRL group had longer concentration spans than the other groups, and the p-value demonstrated a significant difference in concentration among the groups. In regard to the children's interest in learning, the HRL group showed the highest level of interest, the NCB group and the WBI group came next in order. Also, academic achievement was the highest in the HRL group, followed by the WBI group and the NCB group respectively. However, a significant difference was also found in the children's academic achievement among the groups. These results suggest that home robots are more effective as regards children's learning concentration, learning interest and academic achievement than other types of instructional media (such as: books with audiotape and WBI) for English as a foreign language.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.24
no.1
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pp.247-255
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2019
In this paper, we propose the effect of project-based robot education program on the interest toward robots and the computational thinking of elementary school students. Software education is being actively carried out around the world in order to cultivate software talents in accordance with the 4th industrial revolution. As a result, the importance of robots in education has increased, and education using robots has been actively introduced. However, the activities of simply assembling and repeating robots in schools were not effective in enhancing elementary school students' interest toward robots and computational thinking. Therefore, it is necessary to overcome traditional teaching-learning methods and to develop robot education. So, in this study, the robot education program that introduces project-based learning was developed for improvement of interest toward robots and computational thinking of elementary school students. In order to verify the developed education program, 114 elementary six grade students were selected as research subjects and the traditional teaching-learning method and project-based learning were applied to the experimental and control group. As a result, project-based learning was more effective for elementary school students' interest toward robot than traditional teaching-learning method. In computing thinking, the experimental group showed a significant improvement, but there was no statistically significant difference in the post-test.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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v.6
no.2
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pp.282-287
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2008
In distributed mobile robot systems, autonomous robots accomplish complicated tasks through intelligent cooperation with each other. This paper presents behavior learning and online distributed evolution for cooperative behavior of a group of autonomous robots. Learning and evolution capabilities are essential for a group of autonomous robots to adapt to unstructured environments. Behavior learning finds an optimal state-action mapping of a robot for a given operating condition. In behavior learning, a Q-learning algorithm is modified to handle delayed rewards in the distributed robot systems. A group of robots implements cooperative behaviors through communication with other robots. Individual robots improve the state-action mapping through online evolution with the crossover operator based on the Q-values and their update frequencies. A cooperative material search problem demonstrated the effectiveness of the proposed behavior learning and online distributed evolution method for implementing cooperative behavior of a group of autonomous mobile robots.
The Q-learning algorithm based on reinforcement learning is useful for learning the goal for one behavior at a time, using a combination of discrete states and actions. In order to learn multiple actions, applying a behavior-based architecture and using an appropriate behavior adjustment method can make a robot perform fast and reliable actions. Q-learning is a popular reinforcement learning method, and is used much for robot learning for its characteristics which are simple, convergent and little affected by the training environment (off-policy). In this paper, Q-learning algorithm is applied to a lamp robot to learn multiple behaviors (human recognition, desk object recognition). As the learning rate of Q-learning may affect the performance of the robot at the learning stage of multiple behaviors, we present the optimal multiple behaviors learning model by changing learning rate.
In this paper, a learning control problem is formulated for cooperating multiple-robot manipulators with uncertain system parameters. The commonly held object is also assumed to be unknown and the multiple-robots themselfs experience uncertain operating conditions such as link parameters, viscous friction parameters, suctions, actuator bias, and etc. Under these conditions, the learning controllers designed for learning of uncertain parameters and robot control inputs for multiple-robot systems are shown to drive the multiple-robot manipulators to follow the desired Cartesian trajectory with the desired internal forces to the unknown object.
Journal of Fisheries and Marine Sciences Education
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v.27
no.2
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pp.430-440
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2015
The purpose of this study was to analyze student's metacognition interaction based on a robot lesson. For this research as an analytical metacognition interaction tool was utilized. The results of this study revealed that, first, elementary school students had more metacognition interaction in middle learning levels but middle school students had more in the low learning level. Second, in the low learning level, middle school students revised the initiated goal strategy of the robot lesson. Third, in all learning levels, students showed much diagnosis and assesment metacognition interaction in the robot lesson. According to this study's results, the robot lesson has a positive effect in facilitating diagnosis meta cognition for processing of task performance. These results could provide effective cues and information on how to improve the robot lesson.
Robots which detect human and recognize action are important factors for human interaction, and many researches have been conducted. Recently, deep learning technology has developed and learning based robot's technology is a major research area. These studies require a database to learn and evaluate for intelligent human perception. In this paper, we propose a multi-modal sensor-based image database condition considering the security task by analyzing the image database to detect the person in the outdoor environment and to recognize the behavior during the running of the robot.
Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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2022.05a
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pp.47-49
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2022
Robot navigation has seen a major improvement since the the rediscovery of the potential of Artificial Intelligence (AI) and the attention it has garnered in research circles. A notable achievement in the area was Deep Learning (DL) application in computer vision with outstanding daily life applications such as face-recognition, object detection, and more. However, robotics in general still depend on human inputs in certain areas such as localization, navigation, etc. In this paper, we propose a study case of robot navigation based on deep reinforcement technology. We look into the benefits of switching from traditional ROS-based navigation algorithms towards machine learning approaches and methods. We describe the state-of-the-art technology by introducing the concepts of Reinforcement Learning (RL), Deep Learning (DL) and DRL before before focusing on visual navigation based on DRL. The case study preludes further real life deployment in which mobile navigational agent learns to navigate unbeknownst areas.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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