• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.531-537
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• 2015

Hand function is one of the essential functions required to perform the activities of daily living, and wearable robots that assist or recover hand functions have been consistently developed. Previously, wearable robots commonly employed conventional robotic technology such as linkage which consists of rigid links and pin joints. Recently, as the interest in soft robotics has increased, many attempts to develop a wearable robot with a soft structure have been made and are in progress in order to reduce size and weight. This paper presents the concept of a soft wearable robot composed of a soft structure by comparing it with conventional wearable robots. After that, currently developed soft wearable robots and related issues are introduced.

• 로봇학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.263-269
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• 2017

Recently, soft robots using soft materials are presented. Thanks to soft materials, soft robots have flexible, highly-stretchable or adaptable features. However, due to the flexibility of soft material, it is hard for soft robots to control accurately or perform high force. To deal with these limitations, variable stiffness technology, which enables the stiffness control of structure, has been developed. In this research, a dual-stiffness structure that is actuated by the assembly of two flexible structures are presented. Each flexible structure consists of flexible film part and rigid parts placed at regular intervals. The flexibility of film between rigid parts allows each structure to move softly. On the other hand, by combining two structures rigid part of each part constrain the degrees of freedom of the other side part. And this causes the stiffness of whole structure to be increased. This paper will cover concepts, design, analysis and experiments of this structure.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제6권8호
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• pp.682-688
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• 2000

To improve the performance of a flexible robot arm one of the important things is the vibration displacement measurement of a flexible arm. Many types of sensors have been used to measure it, The most popular has been strain gauges which measures the deflection of the beam,. Photo sensors have also been for detecting beam displacement and accelerometers are often used to measure the beam vibration. But the vibration displacement can be obtained indirectly from these sensors. In this article a vision sensor is used as a displacement sensor to measure the vibration displacement of a flexible robot arm. Several schemes are proposed to reduce the image processing time and increase its accuracy. From the experimental results it is seen that the vision sensor can be an alternative sensor for measuring the vibration displacement and has a potential for on-line tip position control of flexible robot systems.

• 로봇학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.11-19
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• 2014

In this paper, an external torque estimation problem in one-degree-of-freedom (1-DOF) flexible-joint robot equipped with a joint-torque sensor is revisited. Since a sensor torque from the joint-torque sensor is distorted by two dynamics having a spring connection, i.e., motor dynamics and link dynamics of a flexible-joint robot, a model-based estimation, rather than a simple linear spring model, should be required to extract external torques accurately. In this paper, an external torque estimation algorithm for a 1-DOF flexible-joint robot is proposed. This algorithm estimates both an actuating motor torque from the motor dynamics and an external link torque from the link dynamics simultaneously by utilizing the flexible-joint robot model and the Kalman filter estimation based on random-walk model. The basic structure of the proposed algorithm is explained, and the performance is investigated through a custom-designed experimental testbed for a vertical situation under gravity.

• Composites Research
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• 제33권2호
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• pp.50-54
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• 2020

소프트 로봇 및 웨어러블 소자는 대변형 및 큰 유연성을 요구한다. 이에 따라, 소프트 로봇 또는 웨어러블 소자에 부착하여 사용할 수 있는 신축성 스트레인 센서의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 폴리우레탄과 은나노꽃입자를 혼합하여 신축성과 전기전도성을 갖는 복합 섬유를 제조하였다. 이러한 복합 섬유는 스트레인에 따라 섬유의 저항이 변하게 되어 신축성 스트레인 센서로 가능성이 높다. 복합 섬유를 신축성 스트레인 센서로 활용하기 위해서, 복합 섬유의 기계적, 전기적 특성을 측정, 분석하였다.

• 로봇학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.50-57
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• 2019

This work presents a design and control method for a flexible robot arm operated by a wire drive that follows human gestures. When moving the robot arm to a desired position, the necessary wire moving length is calculated and the motors are rotated accordingly to the length. A robotic arm is composed of a total of two module-formed mechanism similar to real human motion. Two wires are used as a closed loop in one module, and universal joints are attached to each disk to create up, down, left, and right movements. In order to control the motor, the anti-windup PID was applied to limit the sudden change usually caused by accumulated error in the integral control term. In addition, master/slave communication protocol and operation program for linking 6 motors to MYO sensor and IMU sensor output were developed at the same time. This makes it possible to receive the image information of the camera attached to the robot arm and simultaneously send the control command to the robot at high speed.

• 로봇학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.359-366
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• 2023

In order to fully utilize the functions of the hand which is the end effector of the upper limb, other parts of the upper limb have to perform their own roles. Among them, the pronation and supination of the forearm, which allows the hand to rotate along the longitudinal direction of the forearm, play an important role in activities of daily living. In this paper, a soft wearable robot that assists the pronation and supination of the forearm for individuals with weakened or lost upper limb function is proposed. The wearable robot consists of an anchoring part with polymer (wrist strap, elbow strap), a tendon with a belt and wire, and an actuation module. It was developed based on the requirements with respect to friction of anchoring part, forearm compression, and friction of the tendon. It was confirmed that these requirements were satisfied through literature review and experiments. Since all components exist within the forearm when worn, it is expected to be easy to combine with the already developed soft wearable robots for the hand, wrist, elbow, and shoulder.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.1679-1687
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• 2016

이동로봇은 유연한 생산시스템이 필요한 산업현장에서 유용하게 사용된다. 이동로봇이 생산부품과 같은 기계적 부하를 싣고 정해진 경로를 따라 정확히 이동하여야 하며 통상 기구학적 제어기가 사용되고 있다. 그러나 부하가 매우 크고 비선형 마찰도 클 경우, 기구학적 제어기로 만족할 만한 제어성능을 기대할 수 없어서 동적 제어기가 연구되고 있다. 기존의 동적 제어기는 부하의 무게와 위치를 정확히 알아야 한다는 조건이 있다. 그러나 실제 기계적 부하는 빈번히 변하고 정확히 알 수 없으므로 기존의 동적제어기 성능에 한계가 있다. 따라서 기계적 부하를 정확히 알지 못해도 이동로봇의 동적제어가 작동하도록 경사감소학습을 이용하여 적응 PD 제어 방법을 본 논문에서 제안하였다. 여러 가지 부하 변동 조건하에서 다양하게 시뮬레이션 하여 본 논문의 적응 PD 제어 방법이 기존의 방법보다 폭넓은 수렴영역을 가지고 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권4호
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• pp.352-362
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• 2010

복수 무인기의 동시 운용을 통하여 임무 수행 효율성 제고를 꾀할 수 있으며 이를 위해서는 확장성이 용이한 제어 알고리듬을 필요로 하게 되는데 유연성, 강건성, 분산형 제어 및 자기조직화의 특징을 갖는 행동모델 기반의 무리 지능이 현실적인 대안으로 각광받고 있다. 그러나 논리적으로 행동규칙을 설계하기 어렵다는 단점을 극복하기 위하여 최근 진화로봇공학이 무인기 제어에 적용되기 시작하고 있다. 본 논문에서는 제한된 영역을 복수의 무인기로 탐색하는 임무를 진화로봇공학을 적용하여 진화시킨 신경망제어기로 수행한 결과, 직관에 의지하여 설계된 행동모델 기반의 신경망제어기에 비하여 우수한 성능을 보임을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1497-1502
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• 2012

복잡한 구조와 다채로운 기능을 수행하는 사람 손의 기능을 모사하는 로봇 손을 제작함에 있어서 유연성 있는 구동기와 센서의 개발이 필수적으로 요구되고 있다. 본 논문에서는 전기활성 고분자를 기반으로 하여 로봇 손에 사용될 수 있는 구동기와 슬립센서의 설계, 제작 및 성능검증에 대한 내용을 소개한다. 전기활성 고분자는 필름형태로 제작되며 양단에 전압을 가하여 수축과 팽창에 따른 움직임이 발생하게 한다. 이와 반대로 전기활성 고분자에 외부의 압력으로 인해 두께나 면적의 변화가 발생하게 되면 정전용량의 변화가 발생하게 된다. 이러한 에너지의 변화소자를 이용하여 구동기와 센서로 이용하였다. 본 논문에서는 전기활성 고분자를 이용한 구동기와 센서를 제시하고 성능평가를 통해 새로운 로봇 손용 에너지 변환 소자로서의 가능성을 연구하였다.