• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.668-673
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• 2011

This paper presents design and control of a wheelchair robot for handicapped or elderly persons. Novel multi-functional design concepts are introduced. The first function is to balance the chair always parallel to the flat ground so that the driver feels comfortable when he/she drives on the slope. The second function is to help the driver to stand up by pushing the chair so that the driver can get out from the chair with ease. The third design is to make it foldable for easy carrying for automobiles. The last function is an immediate stop and start protection. Experimental studies are conducted to demonstrate the feasibility and functionality of each mechanical design.

• 전자공학회논문지S
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• 제35S권11호
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• pp.75-87
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• 1998

KARES(KAIST Rehabilitation Engineering System)는 보조자 없이 팔과 다리가 불편한 장애인과 노약자가 쉽게 이동하며 일상 생활을 하는 것을 돕기 위하여, 6 자유도의 로봇 팔과 휠체어에 장착한 형태의 재활 로봇 시스템이다. 재활 로봇 시스템에서 로봇 팔을 프로그램하고 제어할 수 있는 인터페이스 장치는 매우 중요하다. 특히 사용자가 로봇 팔을 직접 제어하는 경우, 사용자의 인지력의 부담이 심하고 조작의 어려움을 느낀다. 이에 대한 해결책으로 로봇이 자율적으로 작업을 수행하기 위한 칼라 비전 시스템을 제안하고 기본적으로 필요한 네 가지 작업을 정하였다. 로봇 팔에 아이-인-핸드 형태로 카메라를 장착하여 칼라 비전 시스템을 구축하고, 탁자 위에 있는 칼라 표식이 부착된 컵을 잡는 작업과 작은 컵을 입 근처로 이동하는 작업을 구현하였다. 그 결과, 실내 환경에서 실시간에 성공적으로 수행되었다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.169-175
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• 2014

본 연구에서는 전동휠체어 주행 시, 슬립 현상으로 인해 발생할 수 있는 경로 이탈 및 제어 불능에 대처할 수 있는 슬립 제어기에 관한 연구로 주요기능인 슬립 검출기를 제안하고자 한다. 전동휠체어에서 슬립의 검출은 주행과정에서 전동휠체어와, 모터의 상태를 검출하는 것으로, 이를 위해 6축 IMU 센서와 좌우 모터에 연결되어 있는 엔코더를 통해 산출된 정보를 슬립 검출 알고리즘을 이용하여 슬립율을 산출한다. 이렇게 산출된 슬립 비율은 전동휠체어의 안전성 향상을 위한 제어변수로 사용된다. 본 연구에서 제안한 슬림 검출기 실험 결과 제안된 경로에서의 슬립 현상을 확인 할 수 있었다. 실험 중 최대 슬립 율 검출 구간은 전동휠체어의 선회시 발생하는 것으로 확인 하였다.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제4권1호
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• pp.56-61
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• 2002

In this paper we describe an approach to coordinating the motion of a human with a mobile robot moving in a populated, continuously changing. natural environment. Our test application is a wheelchair accompanying a person through the concourse of a railway station moving side by side with the person. Our approach is based on a method for motion planning amongst moving obstacles known as Velocity Obstacle approach. We extend this method by a method for tracking a virtual target which allows us to vary the robot's heading and velocity with the locomotion of the accompanied person and the state of the surrounding environment.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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• pp.1541-1544
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• 1997

The rehailitation robot, one of the service robot, is the important area in the service automation. In the paper, we describe the overall configuration of KARES(KAIST Rehabilitation Engineering System), which is an intellingent rehabilitaion robotic system designed to assist the independent livelihood of the handicapped and the eldrly. KARES consists of the 6 degree of freedom robot arm mounted on a wheelchair, the controller ofr the arm, sensors to perceive environment, and user interface. Basic desired hobs in KARES are gripping the target object and moving it to the user's face for eating, drinking, or cooperation work wiht the mouth. Currently, the manual operation of the arm is available for gripping to target objects. The autonomous functionality will be ginven for the facilities of the human operator.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.1370-1374
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• 2013

주인을 스스로 따라다니는 로봇 캐리어가 등장하여 화제가 되었다. 최근에는 사람을 따라다니는 청소기가 로봇청소기가 출시되었다. 로봇 휠체어 등 주인이나 빛을 인식하여 따라다니는 로봇들이 다양한 응용에서 사용되고 있다. 본 연구에서는 로봇이 물건을 싣고 주인을 따라다니는 로봇을 개발하는 과정에서 로봇의 귀환문제를 다루고자 한다. 이 논문에서는 영상처리기술을 이용하여 로봇의 위치를 파악할 수 있는 실내 측위 방법을 제안한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.340-342
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• 2013

주인을 스스로 따라다니는 로봇 캐리어가 등장하여 화제가 되었다. 최근에는 사람을 따라다니는 청소기가 로봇청소기가 출시되었다. 로봇 휠체어 등 주인이나 빛을 인식하여 따라다니는 로봇들이 다양한 응용에서 사용되고 있다. 본 연구에서는 로봇이 물건을 싣고 주인을 따라다니는 로봇을 개발하는 과정에서 로봇의 귀환문제를 다루고자 한다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제10권2호
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• pp.69-75
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• 2024

본 논문은 터틀봇3 (TurtleBot3)를 기반으로 ROS(Robot Operating System) 환경에서 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)과 Navigation 기법을 적용한 사물인터넷 기반의 실내 자율주행 시스템을 제안한다. 제안한 자율주행 시스템을 실내 자율주행 휠체어 및 로봇 등에 적용 가능하다. 본 연구에서는 실내 자율주행 휠체어에 적용하여 동작을 검증하였다. 제안한 자율주행 시스템은 2가지 기능을 제공한다. 첫째, 실내 환경 정보를 수집 및 저장하고, 이를 통해 휠체어가 장애물을 인식할 수 있도록 한다. 이를 통해 만들어진 Map을 이용한 Navigation을 수행하여 탑승자가 원하는 위치까지 휠체어의 자율주행을 통해 이동할 수 있다. 둘째, OpenCV를 이용한 이미지 인식을 통해 특정 로고를 추적하여 이동하는 기능을 제공한다. 이를 통해 기관 고유 로고가 그려진 유니폼을 착용한 안내원에게 안내 서비스를 받을 수 있도록 한다. 제안한 시스템은 기존의 휠체어보다 이동성, 안전성, 사용성을 향상해 탑승자에게 편리함을 제공할 것으로 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.851-860
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• 2020

인구 고령화와 건강 복지에 대한 사회적 관심이 높아지면서 재활복지기를 포함한 실버 및 헬스케어 산업과 관련한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존에 1차적으로 설계·제작되었던 이·승강 전동휠체어를 사용자 측면에서 보다 더 안전성과 편의성을 갖도록 개선하고자 하였다. 사용자 체형을 고려한 헤드레스트 높이조절 기능의 시트 디자인, 사용성 증대를 위한 암레스트의 길이조절 및 95° 회전 기능, 사용자 탑승 편의성을 위한 바닥까지의 시트하강 및 운행 시 승강할 수 있는 기능, 캐스터 회전반경 및 안전성 증대를 위한 발판 추가 및 풋레스트 길이 조절 기능, 승·하강 시 흔들림 방지를 위한 프레임 및 승·하강 링크 설계 등을 개선시켰다. 또한 안전주행을 위한 컨트롤러 및 드라이브 부문과 사용자 편의성 측면의 기능들을 추가적으로 설계·제작하였다. 추가 기능을 보완하여 제작된 실내 전동휠체어의 동작 상태를 평가하기 위해 구동 실험을 수행하였다. 연속 주행시간, 회전반경, 승·하강 최대 하중, 최대 승강 높이, 소음레벨, 운행 보조센서 센싱 최소거리, 서버 및 앱 프로그램 상호연동 및 기기호환성, 듀티 사이클 최대 오차율의 성능실험을 수행하였다. 실험 결과, 더 개선하여 설계·제작한 전동휠체어는 시험 목표 값을 달성하였으며, 성공적으로 동작하는 것을 확인할 수 있었다. 향후 연구로는 개선하여 제작된 이·승강 전동휠체어에 대해 사용자 측면에서의 사용성 평가를 수행할 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권8호
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• pp.837-848
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• 2014

본 논문에서는 보행이 불편한 노인들의 효과적인 자가 재활을 위한 보행 보조 로봇의 개발에 대해 연구하였다. 개발된 로봇의 주요 특징은 크게 유아보행기 및 전동휠체어 메커니즘을 융합한 안전성 및 운동성향상과 가변저항 및 스테레오 카메라를 이용한 정확한 보행 추종 제어 알고리즘으로 나눌 수 있다. 구체적으로, 유아보행기의 메커니즘을 적용하여 사용자가 보행 중 넘어지는 사고로부터 안전을 확보하는 동시에 다리근육의 부담을 줄여줄 수 있는 골반지지대를 설계하였으며, 전동휠체어와 같이 구동모터를 이용하여 사용자가 적은 힘으로도 로봇을 이동시킬 수 있도록 하였다. 다음으로, 골반지지대에 부착된 가변저항을 이용하여 사용자의 보행 의도 및 방향을 로봇이 자동적으로 판단하고 사용자를 추종할 수 있도록 하였으며, 스테레오 카메라를 이용한 사용자 하체모션분석 알고리즘으로부터 추종 반응속도와 정확성을 한층 높였다. 최종적으로, 단계적인 보행 보조 실험을 통해 개발된 로봇의 사용자 보행 추종 성능을 실험적으로 검증하였다.