• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.4
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• pp.399-405
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• 2010

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.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2006.02a
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• pp.1143-1148
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• 2006

사용자 친화형 유저 인터페이스 구현을 위해 인간의 손 형상을 실시간으로 인식하는 연구의 중요성이 부각되고 있다. 그러나 인간의 손은 자유도가 크기 때문에 손 형상을 정확히 인식하기란 매우 어렵고 또한 피부색과 유사한 색을 가지는 복잡한 배경에서는 더욱 곤란하다. 본 논문에서는 별도의 센서를 부착하지 않고 카메라를 사용하여 피부색 정보에 의한 손 형상을 분할한 후 손가락 끝 점을 찾는다. 찾은 손가락 끝점을 이용하여 방향을 탐지하는 알고리즘에 대해 기술한다. 이 방법은 템플리트 매칭을 이용하여 손가락 끝 점을 탐색한 후 찾은 손 가락 끝 점과 손목의 중심을 이용하여 전, 후, 좌, 우 방향을 탐지한다. 제안하는 방법을 이용하여 3D가상현실 공간에서의 Navigation에 응용하였으며, 실험결과 전진, 후진 및 좌측, 우측의 방향전환도 매우 좋은 결과를 보였다. 또한 본 논문에서 제안하는 방법은 마우스, 키보드, 조이스틱 등의 조작 없이 전, 후, 좌, 우 방향전환을 사용자가 직관적으로 지시함으로써 보다 자연스러운 인간과 컴퓨터의 상호작용을 제공할 수 있을 것이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.30 no.4 s.247
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• pp.357-363
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• 2006

According to the study of grasping of the human hand, it is noted that the metacarpal link of the thumb plays the key role in power grasping. Also the face of fingertip can be discriminated into five parts depending on the grasping modalities such as pinch grasp, fingertip grasp and power grasp. In this paper, the design of the anthropomorphic robot hand which has a thumb and three fingers is proposed. A difference of SKKU hand II from the previous gripperlike robot hand is that the metacarpal bone is connected between the thumb and the palm. This thumb mechanism is specially designed to get the degree of freedom which can realize flexible motions relative to objects. Based on the analysis, the hand mechanism is developed. Since the driving circuits for the hand are embedded in the hand, only the communication lines supporting CAN protocol with DC power cable are necessary as the input. A new robot is manufactured and feasibility of the hand is validated through preliminary experiments.

• Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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• 1998.10a
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• pp.69-72
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• 1998

도시환경은 다양한 형태로 발생되는 공해로 인해 악화되고 있으며 이러한 환경은 인간의 건강을 위협하며, 도시뿐 아니라 주변지역으로의 환경파괴를 가속시키고 있다. 도시 내에서 발생하는 탄산가스, 폐열 등의 인간에게 유해한 물질을 농업으로 전환시켜 농업생산에 이용하는 것은 필요하다고 할 수 있다. 도시내의 잉여 이산화탄소를 이용하여 식물을 생산하고 식물재배공간으로부터 나오는 신선한 공기를 인간이 이용하는 도시형 식물공장의 개념은 환경과 생산의 두 가지 측면을 가지고 있다. (중략)

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.10a
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• pp.325-326
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• 2007

인간형 로봇(Humanoid)은 인간과 유사한 구조를 갖고 있는 로봇으로, 이족 보행이 가능하고 양 손이 자유롭기 때문에 인간 생활 환경에 적용이 가능하다. 인간형 로봇은 이족 보행 로봇의 형태를 지니며 보통 20 자유도(DOF : Degree of freedom) 이상의 높은 자유도와 직렬형 링크 구조로 인해 로봇의 안정도를 해석하고 움직임을 제어하기가 어렵다. 이러한 이유로 이족 보행 로봇 동작의 안정도를 증가시키기 위해 로봇의 최적화된 동작 패턴 생성과 자세 제어 등이 연구 되고 있다. 본 논문에서는 범용 근사자의 특징을 갖는 신경망을 이용하여 이족 보행 로봇의 동작 패턴 생성 방법에 대하여 제안하였다. 실제로 계획된 동작을 토대로 6가지의 동작 패턴을 생성하였으며 컴퓨터 모의실험과 상용 이족 보행 로봇을 이용하여 생성된 동작 패턴의 안정도를 확인해보고 제안된 방법에 타당성을 검증하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.23 no.7 s.184
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• pp.67-75
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• 2006

One of challenging topics for humanoid hands is to modulate a human-like motion of humanoid fingers handling an object. To this end, recognizing the motion behavior of human fingers is very important aspect. Based on this concept, this paper identifies the .joint trajectories of human fingers for an operation of hand opening and closing, and specifies an empirical model that coordinates an inter-articular relationship of human fingers doing the given motion. It is expected that the inter-articular model presented in this paper is applicable for humanoid fingers to mimic the natural motion of human fingers.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.12
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• pp.1497-1502
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• 2012

To manufacture a robot hand that essentially mimics the functions of a human hand, it is necessary to develop flexible actuators and sensors. In this study, we propose the design, manufacture, and performance verification of flexible actuators and sensors based on Electro Active Polymer (EAP). EAP is fabricated as a type of film, and it moves with changes in the voltage because of contraction and expansion in the polymer film. Furthermore, if a force is applied to an EAP film, its thickness and effective area change, and therefore, the capacitance also changes. By using this mechanism, we produce capacitive actuators and sensors. In this study, we propose an EAP-based capacitive sensor and evaluate its use as a robot hand sensor.

• Journal of Music and Human Behavior
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• v.8 no.1
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• pp.1-16
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• 2011

This study was to investigate the influence of using Therapeutic Instrumental Music Performance (TIMP) in uninvolved hand function for children with spastic cerebral palsy. Participants were recruited from a welfare center for people with cerebral palsy(CP). Ages ranged from 11 to 12, and a total of 15 TIMP sessions were provided for 3 weeks. Hand function tests were used including Jebsen Hand Function Test for hand function, Box and Block Test for dexterity of uninvolved hand, and MIDI (Musical Instrument Digital Interface) evaluation for velocity of fingers. The TIMP program consisted of hand percussion playing and keyboard playing with changes of timbre and tempo. While the scores of Jebsen test and Box and Block test were improved for all participants, outcomes of MIDI analysis showed differences among participants. Overall, hand function improvements were observed after the completion of using the TIMP program, and the results implies that the TIMP program can be applied in upper extremity rehabilitation for children with CP.

• Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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• 1998.10a
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• pp.66-68
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• 1998

도시환경은 가양한 형태로 발생되는 공해로 인하여 악화되고 있다. 각종 유해가스는 대기오염을 통해 인간의 건강을 위협하고 있으며, 도시 폐기물은 도시 및 주변지역으로의 환경파괴를 가속시키고 있다. 도시 내에서 방출되는 각종 에너지원을 식물공장을 통한 적정 작물생산에 적용시킬 수 있다면, 도시와 상호 보완적인 역할이 가능한 환경 보존형 도시농업이 가능하다. (중략)

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2020.11a
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• pp.858-861
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• 2020

로봇이 사람과 같이 다양하고 복잡한 사물 조작을 하기 위해서 휴먼형 로봇손의 사물 파지 작업이 필수적이다. 자유도 (Degree of Freedom, DoF)가 높은 휴먼형(anthropomorphic) 로봇손을 학습시키기 위하여 사람 데모(human demonstration)가 결합된 강화학습 최적화 방법이 제안되었다. 본 연구에서는 강화학습 최적화 방법에 사람 데모가 결합된 Demonstration Augmented Natural Policy Gradient(DA-NPG)와 NPG 의 성능 비교를 통하여 행동 복제의 효율성을 확인하고, DA-NPG, DA-Trust Region Policy Optimization (DA-TRPO), DA-Proximal Policy Optimization (DA-PPO)의 최적화 방법의 성능 평가를 위하여 6 종의 물체에 대한 휴먼형 로봇손의 사물 조작 작업을 수행한다. 그 결과, DA-NPG 와 NPG를 비교한 결과를 통해 휴먼형 로봇손의 사물 조작 강화학습에 행동 복제가 효율적임을 증명하였다. 또한, DA-NPG 는 DA-TRPO 와 유사한 성능을 보이면서 모든 물체에 대한 사물 파지에 성공하여 가장 안정적이었다. 반면, DA-TRPO 와 DA-PPO 는 사물 조작에 실패한 물체가 존재하여 불안정한 성능을 보였다. 본 연구에서 제안하는 방법은 향후 실제 휴먼형 로봇에 적용하여 휴먼형 로봇 손의 사물조작 지능 개발에 유용할 것으로 전망된다.