Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A (대한기계학회논문집A)

The Korean Society of Mechanical Engineers (대한기계학회)
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Comparative Study of Modeling of Hand Motion by Neural Network and Kernel Regression

손 동작을 모사하기 위한 신경회로망과 커널 회귀의 모델링 비교 연구

  • 양학진 (호서대학교 자동차공학과) ;
  • 김형태 (호서대학교 자동차공학과) ;
  • 김성근 (호서대학교 자동차공학과)
  • Published : 2010.04.01
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Abstract

The grasping motion of a person's hand for a simplified degree of freedom was modeled by using the photographic motion measured by a high-speed camera. The mathematical expression of distal interphalangeal (DIP) motion was developed by using relation models of the metacarpophalangeal (MCP) and proximal interphalangeal (PIP) motions to reduce the degree of freedom. The mathematical expression for humanoid-hand operation obtained using a learning algorithm with a neural network and using a kernel regression model were compared. A feasible model of hand operation was obtained on the basis of comparative data analysis by using the kernel regression model.

강력한 파지와 정밀 조작이 가능한 인간형 로봇 손에 대한 연구는 인간의 손동작을 파악하여 메커니즘을 분석하고, 로봇 손에 적절하게 응용하여야 한다. 본 논문에서는 최소의 자유도를 적용한 실용적인 인간형 로봇 손의 파지 동작을 모사하고자, 고속카메라를 사용하여 인간의 손동작에 대한 움직임을 추출하고, 이를 분석하였다. 이러한 촬영 데이터를 필터링하여 실험 데이터를 얻었으며, 이를 활용한 수학적 모델을 구하였다. 또한, 말절골(DIP)은 중절골(PIP) 및 기절골(MCP)의 움직임과 비선형 관계 모델을 고찰하여, 신경회로망 및 커널 회귀 모델을 사용한 인간형 로봇 손의 파지 모델을 얻었다. 신경회로망과 커널 회귀를 이용한 과정을 비교함으로써, 커널 회귀 알고리즘을 통한 모델링이 실험 데이터와의 근접성이 우수한 유효 모델임을 입증하였다.

Keywords

References

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