본 논문에서는 진화연산 기법중 GP(Genetic Programming)를 이용한 관절좌표계 상에서의 걸음새 자동생성 기법과 생물체의 신경발생 신호 원리를 이용한 CPG(Central Pattern Generator) 기법을 구현한다. 바이올로이드로 구성된 4족 보행로봇에 대하여 Webots기반의 ODE 시뮬레이션을 통해 접근 기법들에 대한 최적화를 수행하고 결과를 비교 분석한다. 그리고 구해진 시뮬레이션과 결과를 실제 로봇에 대해서 각 동작을 실행시켜 보면서 CPG와 GP 기반 걸음새 방식 실제적인 성능 및 특성도 고찰한다.
4족 보행 로봇의 보행을 이해하기 위하여 역기구학 분석은 필수적인 요소이다. 본 논문에서는 각 다리가 3개의 자유도를 갖는 보행 로봇에 대한 역기구학을 직관적인 방법으로 해석하여 제공한다. 또한 다리의 끝단에 대응하는 관절 각도를 계산하는 프로그램을 개발하였으며 관련된 입출력 값들의 관계를 그래프 형태로 확인하였다.
본 논문에서는 기구학을 이용한 이족보행 로봇의 보행패턴 생성방법을 살펴본다. 2족 보행로봇이 3차원 공간상에서 모든 동작 및 보행이 가능하기 위해 필요한 자유도는 각 다리별로 6자유도이다. 따라서 본 논문에서는 로봇의 보행을 위해 간략화된 보행로봇의 구조를 살펴보고 발목의 경로를 설정한 후 기구학을 이용하여 조인트 각도를 파악하여 생성한다. 또한 로봇의 기구 해석을 위해 한쪽 다리의 조인트들에 대해 좌표계를 설정하였다. 조인트 각도를 역기구학을 이용하면 로봇의 보행 패턴을 생성할 수 있다. 최종적으로 발목의 궤적 설정과 이를 통한 보행 패턴 생성 과정을 살펴보기로 한다.
4족 보행로봇의 빠른 걸음새를 자동으로 생성하는 문제에 대해서 GP(Genetic Programming)와 CPG(Central Pattern Generator) 기반의 두 가지 방식을 비교한다. GP(Genetic Programming)를 이용한 관절좌표계 상에서의 걸음새 생성 기법은 발끝의 자취와 수 많은 자세 파라미터를 사용하는 대신에 적은수의 관절 궤적을 생성하므로 효율적이다. CPG는 뇌로부터의 입력을 받아서 진동적인 출력을 생성하는 신경회로로 고등생물의 걸음 원리를 수학적으로 모델링한 것이다. 바이올로이드로 구성된 4족 보행로봇에 대하여 Webots기반의 ODE 시뮬레이션을 통해 접근 기법들에 대한 최적화를 수행하고 결과를 비교 분석한다. 그리고, 구해진 시뮬레이션과 결과를 실제 로봇에 대해서 각 동작을 실행시켜 보면서 CPG와 GP 기반의 걸음새 방식의 실제적인 성능 및 특성을 고찰한다.
로봇(Robot)이란 단어는 1921년에 최초로 연극이름에서 사용되었고. 체코언어인 robota(강제노동)와 robotik (노동자)의 합성어이다. 이러한 로봇은 현대 사회에서 보통 산업용 로봇을 뜻한다. 곧, 공장에서 하기 힘든 반복적인 일들을 인간을 대신하여 작업하는 기계들을 가르켜 로봇이라고 하였다. 그런데 최근에 와서 컴퓨터와 각종 기계, 전자 산업이 발전하면서 로봇이라는 의미가 공장안의 매니퓰레이터에서 점차 지능적이고 인간 생활환경에서 적응하고 인간과 친근할 수 있는 지능형 로봇으로 바뀌어 가고 있다. 대표적으로 휴머노이드(Humanoid)라는 인간과 닮은 2족 보행로봇을 예로 들 수 있다. (중략)
Water running animals such as basilisk lizards have an advantage of high-speed movement and high power efficiency on water; so researchers in robotic fields have been interested in the water running locomotion. This paper presents prototype-design and experimental study on the fourand six-legged water running robot. Based on the previously proposed quadruped water running robot, we assemble a hexapedal water running robot. The legs of the water running robot are designed based on four-bar parallel link for repeated motion along to pre-defined path. Stability performance of the quadruped and hexapedal water running robot are investigated by experiments on rolling criterion. As a result, hexapedal robot performs better stability than quadruped robot. Based on the hexapedal robot design, we are planning to optimize the position of legs and operating frequency.
본 논문에서는 비평탄 지형 보행이 가능한 이동형 로봇의 설계 최종 목적에 최적화된 12자유도 소형 4족 로봇의 하드웨어를 설계하였으며, 비평탄 지형을 극복하기 위한 지능적인 보행을 설계하고 그에 따른 각 관절별 모터들의 용량을 분석하고 시뮬레이션을 통해 최적의 파라미터값들을 도출한다
본 논문에서는 드론의 비행원리와 4족 로봇의 움직임에 관해 설명하고 마커 인식을 이용하여 두 로봇의 도킹 방법을 제시한다. 드론과 4족 로봇이 도킹 되었을 때 로봇의 무게 고려를 하여 설계를 하였고, 구조현장이나 재난극복 및 재난현장 같은 지상에서 이동할 수 없는 현장에 대해 비행과 지상을 이동하며 기동성을 높이고 임무를 수행할 수 있는 로봇을 제작했다.
Measured sensor datum from a quadruped robotics is commonly used for recognizing physical environment information which controls the posture of robotics. We can advance the ambulation with this sensed information and need to synthesize various sensors for obtaining accurate data, but most of these sensors are expensive and require excessive load for the operation. Those defects can be serious problem when it comes to the prototype's practicality and mass production, and maintenance of the system. This paper suggests virtual sensor technology for avoiding previous defects and presents ways to apply a theory to a walking robotics through virtual sensor information which is trained with several kinds of actual sensor information from the prototype system; the general algorithm is initially based on the neural network theory of back propagation. In specific, we verified a possibility of replacing the virtual sensor with the actual one through a reaction force measurement experiment.
본 프로젝트에서는 다양한 지형에 구애받지 않고 전천후로 활동할 수 있는 로봇을 구현하기 위해 바퀴형 로봇 보다는 4족 보행 로봇을 채택하여 지형 극복에 더 유리하고 안정적인 자세 제어와 보행을 할 수 있는 동시에 LiDAR 센서와 카메라 모듈을 이용한 SLAM(동시적 위치 추정 및 지도작성)과 원격으로 사물과 사람들을 파악할 수 있는 원격조종 탐사로봇을 개발하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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