• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.567-572
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• 2004

In this research, a stable walking pattern generation method for a biped robot is presented. A biped robot is considered as constrained multibody system by several kinematic joints. The proposed method is based on the optimized polynomial approximation of the trunk motion along the moving direction. Foot motions can be designed according to the ground condition and walking speed. To minimize the deviation from the desired ZMP, the trunk motion is generated by the fifth order polynomial approximation. Walking simulation for a virtual biped robot is performed to demonstrate the effectiveness and validity of the proposed method. The method can be applied to the biped robot for stable walking pattern generation.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2393-2395
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• 2003

최근 휴머노이드 로봇 기술의 발전으로 로봇 관련 기반 기술 및 주변 기술의 연구가 활성화되고 있다. 이러한 연구의 하나로 이족 보행 로봇의 보행 알고리즘의 개발이 국내외에서 진행되고 있다. 이족 보행 로봇의 핵심 기술은 로봇의 기구 설계와 보행 제어 알고리즘에 있다. 보행 제어 알고리즘에 있어서는 보행시 로봇의 각 관절에 대한 궤적을 생성하는 방법과 관절의 부하를 최소화하는 힘 제어 방법 등의 알고리즘들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 자체 제작한 12자유도를 갖는 이족 보행 로봇의 안정적인 보행 제어를 수행하는 알고리즘을 제안하였다. 그리고, 다양한 보행 패턴에 대한 실험을 통해 제안한 알고리즘의 유용성을 검증하였다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.305-312
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• 2014

본 연구에서는 재활정도를 정량적으로 표현하기 위하여 정상 보행과 모의 비정상 보행 시 보행주기에 따른 근전도 패턴에 고차 곡선 맞춤을 적용하여 분석하였다. 보행 근전도 패턴에 적합한 다항식을 생성하였으며, 그 변수를 군집분석 하여 5개의 그룹으로 분류하였다. 정상패턴을 포함한 그룹을 기준으로 거리가 가까운 그룹을 나열하여 각 변수의 분포를 확인하였다. 진폭감소 패턴, 불규칙 패턴, 역상 패턴 순으로 정상 패턴에 유사하였으며, 분류된 그룹의 분포는 중첩되는 범위가 작아 변수 값을 이용한 그룹 분류가 가능하였다. 분류된 재활정도를 정량적으로 나타내기 위하여 각 계수항의 표준편차를 패턴별로 비교하였고, 정상에 가까울수록 큰 값을 가지는 것을 확인하였다. 역상 패턴의 경우는 편차 값은 크지만 부호가 음의 값을 가지므로 가장 작았다. 본 연구의 결과인 정량적인 재활정도의 표현은 보다 효율적인 재활방법 연구에 기여할 것으로 예상된다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.353-358
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• 2011

본 논문에서는 이족 로봇을 위한 가상의 다리에 기반한 보행 모델을 제시한 후, 시뮬레이션을 통하여 제시한 보행 모델의 근본적인 롤/피치/요(roll/pitch/yaw) 운동 특성을 분석한다. 이를 위하여 로봇의 무게 중심과 압력 중심에서의 운동 경로를 사람의 발걸음 운동 패턴과 유사한 임의의 패턴으로 설정하고, 이러한 경로를 따라 보행할 경우에 나타나는 주요 관성 성분 특성을 확인한다. 결과적으로, 이족 보행에서 롤, 피치 및 요 방향으로의 운동은 보행과정에서 생성될 수 있는 자연스러운 현상이며, 이것은 발걸음의 간격, 무게 중심의 위치 및 로봇 몸체의 이동가속도와 밀접한 관계가 있음을 보인다. 또한, 이족보행의 밸런스 관점에서 발의 위치 설정을 위한 경로계획의 중요성을 고찰한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.173-178
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• 2017

과거부터 로봇의 실생활 활용에 관한 연구가 지속됨에 따라 현대사회에서 이전까지의 실험 환경에서 벗어나 사회 각 분야로의 진출이 지속적으로 시도 되고 있다. 하지만 로봇이 실제 환경에 적용되기 위해서 기존의 로봇 플랫폼 상용화의 가장 큰 단점으로 꼽히는 생산 비용과 인간 기준의 작업환경에서의 적응성 문제가 선결되어야 한다. 본 논문에서는 사람의 자유도와 크기를 따르는 이족보행 형태의 로봇을 제안하였으며, 엔코더를 포텐셔미터 접목모듈로 대체하여 높은 생산 단가를 절감하고, 파트 교체가 쉬운 모듈형 설계를 채택하여 로봇의 유지 보수비용을 절감 하였다. 최종적으로 크기와 모터의 배열이 다른 두 가지의 더미로봇에 보행패턴을 적용하여 안정성을 검증하였고, 본 논문에서는 제작된 실제 로봇들을 이용한 보행 패턴을 적용 및 보행 실험을 통하여 제안한 이족보행 로봇 적용가능성을 검증하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.957-958
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• 2010

• 대한공간정보학회지
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• 제24권4호
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• pp.59-66
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• 2016

이동객체에 관한 연구를 위하여서는 이동객체 데이터가 필요하다. 예를 들어 이동객체 질의처리 방법의 성능연구를 위하여서는 이동객체의 벤치마크 데이터가 있어야 실험이 가능하다. 이러한 이유로 도로나 실외 공간을 움직이는 가상의 이동객체를 성성하는 도구가 만들어졌다. 반면에 실내공간은 실외공간과 달리 독특한 특징을 가지고 있으며, 실내공간 이동객체 데이터 생성기는 이를 반영하여 만들어져야 한다. 지금까지 몇 개의 실내공간에 대한 이동객체 생성기가 개발되었으나, 이동궤적이 사실적이지 않은 문제점이 있다. 이러한 배경에서 본 논문에서는 실내공간의 가상적 이동객체를 생성하는 도구를 소개한다. 이 도구는 다음과 같은 특징을 가지고 있다. 첫번째, 이동객체는 보행자를 위하여 설정하였다. 두 번째로 다양한 이동객체의 요소를 변수모델로 표현할 수 있도록 하였다. 보행자의 수, 보행자 평균속도와 같이 단순한 것에서 보행자 사이의 최소거리, 이동 패턴과 같은 복잡한 내용을 사용자가 변수로 설정할 수 있도록 하였다. 세 번째로, 보행자의 현실적인 특징을 반영하도록 노력하였다. 그리고, 마직막으로 데이터의 상호운영성을 위하여 국제공간정보 표준인 IndoorGML로 표현된 실제 대규모 쇼핑몰의 실내공간을 대상으로 이동객체 데이터의 생성을 적용하여보았다.

• 한국운동역학회지
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• 제19권2호
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• pp.205-215
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• 2009

계단 하강보행에서의 임산부 낙상은 임산부와 태아에게 치명적인 영향을 미친다. 이 연구는 임신기간 중 계단의 단 너비 변화에 따른 임산부 양발 보행의 생체역학적 변화를 구명하는 것이다. 이 실험을 위하여 건강한 임산부 9명이 참가하였고 Qualisys사의 Proreflex MCU-240 카메라 7대와 Kistler사의 Type 9286AA 지면반력기 2대를 설치하여 상호 동조하여 실험하였으며 연구변인은 Visual 3D(C-motion Inc., USA)를 사용하여 인체를 모델링 한 후 산출하였다. 임신기간이 경과됨에 분당 활보장수는 감소한 반면 활보장 주기는 증가하였으며 양발의 슬관절 모멘트 차이가 작아졌다. 그리고 단너비가 넓어질수록 속력과 활보장 길이가 증가하였다. 단너비에 따른 하지 관절모멘트는 각 관절마다 고유한 패턴을 보였으며 고관절 모멘트는 주로 양발의 비대칭성 패턴을 보였고 슬관절 및 족관절은 대칭적인 패턴을 보였다. 그리고 임신기간이 경과됨에 따라 좌 우측의 최대 최소 슬관절 모멘트의 차이가 작아졌다. 이러한 결과들은 임산부가 신체변화에 적응하면서 안전성의 최대화를 위하여 자신의 고유한 보행패턴을 생성하는 자기적응화 과정을 지속적으로 유지하면서 변화한다고 할 수 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.236-241
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• 2015

본 논문에서는 로봇 간의 결합과 허리 관절을 이용하여 변형 가능한 다 개체 4족 로봇 플랫폼을 제안하였다. 메카넘 휠을 적용하여 다양한 각도로 주행이 가능하고, 주행으로는 이동할 수 없는 환경을 극복하기 위해 보행도 가능한 복합 이동형 로봇으로 설계하였다. 주행 및 보행을 구현하기 위해 2가지의 기구학을 사용하였으며, 보행은 일정한 패턴을 생성하여 구현하였다. 로봇의 전면부와 후면부에는 결합 모듈을 장착하였고, 두 로봇 간의 결합을 위해 결합 알고리즘을 제시하고 실험하였다. 변형을 위해 로봇의 몸 중간에 허리 관절을 적용하였고, 허리 관절을 이용한 변형을 통해 물건을 옮길 수 있는 새로운 기능을 구현하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권3호
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• pp.346-353
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• 2012

The purpose of this study is to verify the energy efficiency of the integrated system combining human and a lower extremity exoskeleton robot when it is applied to the proposed gait pattern. Energy efficient gait pattern of the lower limb was proposed through leg function distribution during stance phase and the dynamic-manipulability ellipsoid (DME). To verify the feasibility and effect of the redefined gait trajectory, simulations and experiments were conducted under the conditions of walking on level ground and ascending and descending from a staircase. Experiments to calculate the metabolic cost of the human body with or without the assistance of the exoskeleton were conducted. The energy consumption of the lower extremity exoskeleton was assessed, with the aim of improving the efficiency of the integrated system.