• 한국정밀공학회지
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• 제30권7호
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• pp.769-776
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• 2013

The dynamic compliance characteristics of a prosthetic foot midgait are very important for natural performance in an amputee's gait and should be in a range that provides natural, stable walking. In this study, finite element analysis (FEA) and classical laminate theory were used to examine the mechanical characteristics of a carbon-epoxy composite laminate prosthetic foot as a function of variation in the lamination composition. From this analysis, an FEM model of a prosthetic keel, made from the composite material, was developed. The lamination composition of the keel was designed for improved stiffness. The prototype product was fabricated using an autoclave. Vertical loading response tests were performed to verify the simulation model. The results of the experiments were similar to those from simulations below the loading level of the gait, suggesting use of the proposed simulation model for prosthetic keel design.

• 전기학회논문지P
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• 제59권1호
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• pp.29-34
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• 2010

This paper presents an intelligent learning controller for repetitive walking motion of biped walking robot. The proposed learning controller consists of an iterative learning controller and a direct learning controller. In the iterative learning controller, the PID feedback controller takes part in stabilizing the learning control system while the feedforward learning controller plays a role in compensating for the nonlinearity of uncertain biped walking robot. In the direct learning controller, the desired learning input for new joint trajectories with different time scales from the learned ones is generated directly based on the previous learned input profiles obtained from the iterative learning process. The effectiveness and tracking performance of the proposed learning controller to biped robotic motion is shown by mathematical analysis and computer simulation with 12 DOF biped walking robot.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.574-577
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• 2001

This paper presents the comparison of FRI(Foot Rotation Indicator) point and ZMP(Zero Moment Point) in biped robot stability. We showed FRI may be employed as a useful tool in stability analysis in biped robot. Also, we proposed the balancing joint trajectory derived from FRI point equation for stable gait. The numerical calculation routines and walking algorithms for simulation are performed by MATLAB. The procedure is composed of the leg trajectory planning, the generation of balancing trajectory, and the verification of dynamic stability.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권5호
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• pp.519-530
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• 1998

본 논문에서는 하지 전단 환자의 보행 성능을 개선하고, 활동성을 증대시긴 목적으로 에너지 저장형 의족의 유연 용골 선계를 위한 기초 연구를 수행하였다. 문헌에서 얻을 수 있는 2차원 시상면에서의 정성걸음새와 인체측정 데이터를 분석하여, 의족의 유연 용골 기초 구조 모델을 제시하였다. 기초 구조 모델은 단순한 빔과 선혈 회전 스프링 ·댐퍼로 구성되었다. 고강도 경량 소재를 의족의 유연 용골 기초 구조에 적용하기 위해 탄소섬유 강화 복합재료를 용골의 기초 구조 소재로 선정하였다. 빔의 형상 변화에 따른 복원변형에너지를 유한요소해석에 의해 계산해내고, 빔형상 변화가 설계변수가 될 수 있음을 제시하였다. 복원변형에너지를 많이 저장할 수 있는 유연 용골 구조의 설계를 위해, 직교배열표를 이용한 조지전 시뮬레이션 계획을 세우고, 유한요소 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 계획에 따른 유한요소해석을 수행하고, 분산활석을 통해 효과적인 에너지 저장형 의족의 유연 용골 구조를 얻어냈다. 유연 용골 구조를 이용한 의족걸음새의 동적 시뮬레이션 모델을 완성하고, 한 보행 사이클 동안의 동적 해석을 수행하였다. 그리하여 의족 시스템 개발을 위한 효과적 설계 과정이 제시되었다.

• 방송공학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.734-741
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• 2020

본 논문은 인간과 공존하고 커뮤니케이션하며, 인간에게 심리적 안전거리(사회적 거리) 침해에 따른 스트레스를 유발하지 않는 소셜로봇을 위한 새로운 보행자 회피 알고리즘을 제안한다. 보행자 모델을 새롭게 정의하기 위해 보행자의 걸음걸이 특성(직진성, 속도)에 따라 보행자를 클러스터링하며 보행자 클러스터별 사회적 거리를 정의한다. 정의된 사회적 거리를 포함하도록 보행자(장애물) 모델링을 하고, 새롭게 정의된 보행자 모델에 상용화된 장애물 회피, 경로계획 알고리즘을 적용해 통합된 주행 알고리즘을 완성한다. 새로운 알고리즘의 효과를 검증하기 위해, 상용화된 대표적 두가지 장애물회피 경로계획 알고리즘인 DWA 알고리즘과 TEB 알고리즘을 활용한다. 본 논문의 핵심 알고리즘인 새로운 보행자 모델을 적용한 경우와 적용하지 않은 경우로 구분하여 그 효용성을 평가한다. 그 결과, 새롭게 제안된 알고리즘이 이동시간의 손실 없이 보행자의 스트레스 지수를 현격하게 줄일 수 있음을 보인다.