• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.399-405
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• 2010

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.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권4호
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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.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 1998년도 임시총회 및 학술논문발표요지
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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)

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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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.

• 한국정밀공학회지
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• 제23권7호
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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.

• 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.

• 인간행동과 음악연구
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• 제8권1호
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• pp.1-16
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• 2011

본 연구는 치료적 악기연주 훈련에 참여한 경직형 뇌성마비 아동의 우세손기능에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 연구 대상은 뇌성마비복지관을 이용하고 있는 11~12세 아동 3명을 대상으로 3주간 12회기~15회기에 걸쳐 매회 20분 동안 실시되었다. 아동의 손기능은 Jebsen Hand Function Test(젭슨 손 기능 평가), Box and Block Test(상자와 나무토막검사)로 사전, 사후에 측정되었고, MIDI(Musical Instrument Digital Interface)는 사전, 중간, 사후에 측정하여 분석하였다. 연구 결과, 세 아동 모두 Jebsen Hand Function Test 손기능 점수와 Box and Block Test 기민성 점수가 증가하였다. 또한 개별 손가락의 타력과 독립적인 움직임을 보기 위한 MIDI 평가에서 A, B 아동의 건반을 누르는 손가락의 타력이 향상된 반면 C아동의 타력은 감소되었다. 이는 치료적 악기연주 훈련이 아동들의 우세손기능에 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있다. 따라서 치료적 악기연주 훈련이 뇌성마비 아동의 손기능 재활훈련의 한 부분으로 접근방법을 제시하는 데에 그 의의를 갖는다.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 1998년도 임시총회 및 학술논문발표요지
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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)

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2020년도 추계학술발표대회
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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.