• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.314-321
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• 2005

In this paper an intelligence embedding quadruped pet robot is described. It has 15 degrees of freedom and consists of various sensors such as CMOS image, voice recognition and sound localization, inclinometer, thermistor, real-time clock, tactile touch, PIR and IR to allows owners to interact with pet robot according to human's intention as well as the original features of pet animals. The architecture is flexible and adopts various embedded processors for handling sensors to provide modular structure. The pet robot is also used for additional purpose such like security, gaming visual tracking, and research platform. It is possible to generate various actions and behaviors and to download voice or music files to maintain a close relation of users. With cost-effective sensor, the pet robot is able to find its recharge station and recharge itself when its battery runs low. To facilitate programming of the robot, we support several development environments. Therefore, the developed system is a low-cost programmable entertainment robot platform.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권8호
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• pp.1722-1729
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• 2005

본 연구에서는 OpenGL 프로그램으로 4족 보행로봇인 TITAN-VIII의 가상로봇을 설계한 후, 실제로봇의 관절각도, 본체 자세각을 가상로봇에 입력하고 벡터 회전과 평행이동을 이용하여 보행 중 본체를 수평으로 유지하는 제어를 10[ms]마다 행하였다. 디딤율 $\beta$를 0,5로 일정하게 하고, 주기가 1.5, 2.0, 3.0[sec]일 때 한주기당 이동거리를 0.2, 0.3[m]로 변경하여 좌우요동보행을 시키면서 가상로봇의 ZMP, 실제로봇의 ZMP 무게중심의 이동경로를 구하고 발바닥 좌표 변화와의 관계를 비교 분석하였다.

• Journal of Multimedia Information System
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• 제8권2호
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• pp.121-130
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• 2021

Foot bionic robot could be supported and towed through a series of discrete footholds and be adapted to rugged terrain through attitude adjustment. The vibration isolation of the robot could decouple the fuselage from foot-end trajectories, thus, the robot walked smoothly even if in a significant terrain. The gait programming and foot end trajectory algorithm were simulated. The quadruped robot of parallel five linkages with eight degrees of freedom were tested. The kinematics model of the robot was established by setting the corresponding coordinate system. The forward and inverse kinematics of both supporting and swinging legs were analyzed, and the angle function of single leg driving joint was obtained. The trajectory planning of both supporting and swinging phases was carried out, based on the control strategy of compound cycloid foot-end trajectory planning algorithm with zero impact. The single leg was simulated in Matlab with the established kinematic model. Finally, the walking mode of the robot was studied according to bionics principles. The diagonal gait was simulated and verified through the foot-end trajectory and the kinematics.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.1039-1048
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• 2015

본 논문에서는 곤충형 다리 구조를 갖는 4족 로봇의 효율적인 계단 보행을 위해 유전 알고리즘(Genetic Algorithm: GA)에 기반한 계단 보행 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 우선 계단 보행을 위한 요소와 도달 영역을 정의한다. 또한 GA 수행을 위한 유전자와 적합도 함수를 설정하고, GA를 이용하여 최소 이동 거리와 최적 에너지 안정도 여유(Energy Stability Margin: ESM)을 갖는 4족 로봇의 착지 지점을 탐색하여 걸음새 궤적을 생성한다. 마지막으로, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 계단 보행 방법의 효용성 및 우수성을 검증한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.395-402
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• 2015

본 논문에서는 곤충형 다리 구조를 갖는 4족 로봇의 정적 계단 보행 시 계단과의 충돌 제약이 없는 효율적인 걸음새 궤적 생성 방법을 제안한다. 우선 4족 로봇의 순기구학 및 역기구학 모델을 각기 대수학적 방법과 기하학적 방법으로 유도한다. 제안한 방법에서는 보행 시작 위치에서 수직 상승 후 사인 파형의 계단 보행 궤적을 생성하고, 계단과의 충돌을 피하기 위한 보행 궤적의 계수를 설정한다. 또한 안정적인 계단 보행을 위한 걸음새 순서를 결정한다. 마지막으로, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 계단 보행 방법의 효용성 및 실제 적용 가능성을 검증한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.204-207
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• 2005

4족 보행로봇은 에너지원을 본체에 부착하고 다녀야 하기 때문에 산업용 로봇에서 크게 고려되지 않았던 에너지 효율이 중요한 문제로 부각되었고 이에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 현재까지 4족 보행로봇 에너지 효율에 관한 연구의 대부분은 수학적 모델링, 동역학적 해석 또는 시뮬레이션으로 주기(Period)당 에너지 소모량을 근거로 효율을 평가하였다. 실험적 결과에 의한 연구는 아직 부족하며 로봇은 단순히 한주기를 보행하는 것이 아니라 연속적으로 보행하는 것이기 때문에 한주기를 기준으로 효율을 평가하는 것은 적합하지 않을 수도 있다. 본 논문에서는 실험 로봇인 TITAN-VIII을 보폭이 0.1, 0.2, 0.3[m]일 때 주기를 1.0, 1.5, 2.0, 3.0[sec]로 변경하면서 12가지 경우에 대해서 2[m]를 Trot 보행 시키면서 에너지 소모량을 측정하고 실험적 결과를 근거로 에너지 효율관계를 분석하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.781-788
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• 2013

본 논문에서는 노인의 낙상에 의한 위급상항을 모니터링 하기 위한 4족 로봇 및 모니터링 시스템을 소개한다. 4족 로봇은 FPGA Board(Field Programmable Gate Array)를 이용한 특정 색을 판별하는 영상처리에 기반하여 자율 이동한다. 노인의 낙상을 감지하기 위해 가슴에 센서노드를 착용하고, 낙상에 의한 응급 상황 시에 4족 로봇이 낙상신호를 관리자에게 전송한다. 관리자는 전송된 영상을 기반으로 4족 로봇을 제어 및 상황판단을 하고, 위급상황이면 119에 신고를 한다. 센서노드만을 사용한 낙상 감지 시스템에서 98.33% 낙상의 Sensitivity와 일상행동 94.375% Specificity가 측정 되었다. 100% 낙상 감지를 못했던 점을 낙상 감지 시스템과 이동형 카메라(로봇)의 결합 알고리즘을 제안 및 실험을 통해 100% 검증 하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.1926-1930
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• 2004

We suggest a turning gait planning of a quadruped walking robot with an articulated spine. Robot developer has tried to implement a gait more similar to that of natural animals with high stability margin. Therefore, so many types of walking robot with reasonable gait have been developed. But there is a big difference with a natural animal walking motion. A key point is the fact that natural animals use their waist-oint(articulated spine) to walk. For example, a crocodile which has short legs relative to a long body uses their waist to walk more quickly and to turn more effectively. The other animals such as tiger, dog and so forth, also use their waist. Therefore, this paper proposes discontinuous turning gait planning for a newly modeled quadruped walking robot with an articulated spine which connects the front and rear parts of the body. Turning gait is very important as same as straight gait. All animals need a turning gait to avoid obstacle or to change walking direction. Turning gait has mainly two types of gaits; circular gait and spinning gait. We apply articulated spine to above two gaits, which shows the majority of an articulated spine more effectively. Firstly, we describe a kinematic relation of a waist-joint, the hip, and the center of gravity of body, and then apply a spinning gait. Next, we apply a waist-joint to a circular gait. We compare a gait stability margin with that of a conventional single rigid body walking robot. Finally, we show the validity of a proposed gait with simulation.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.645-650
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• 2003

Legged robots can avoid an obstacle by crawling-over or striding, according to the obstacle’s nature and the current state of the robot. Thus, it can be observed that the mobility efficiency to reach a destination is improved by such action. Moreover, if robots have many legs like 4-legged or 6-legged types, then the robot movement range is affected by the order of swing leg. In this paper, the avoidance action of a quadruped robot is generated by a neural network (NN) whose inputs are information on the position of the destination, the obstacle configuration and the robot's self-state. To realize a free gait in static walking, the order of swing leg is determined using an another NN whose inputs are the amount of movements and the robot’s self-state. The design parameter of the latter NN is adjusted by using genetic algorithm (GA).

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1247-1252
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• 2005

다리를 가진 로봇은 지형에 대한 높은 적응능력을 가졌다할지라도 바퀴로 구동되는 로봇과 비교했을 때 일반적으로 그 속도가 상당히 느리다. 다리를 가진 로봇으로 빨리 움직이는 속도를 얻기 위해서는 두발로봇의 달리는 것과 4족 로봇의 속보나 뛰는 것과 같이 동적으로 안정한 걸음걸이가 좋은 해결법이다. 그러나 동적으로 안정한 걸음걸이의 에너지 효율은 일반적으로 느린 걸음걸이와 같은 안정한 걸음걸이보다 낮다. 본 논문에서는 4족으로 걷는 로봇의 에너지 효율에 관한 실험적 연구를 보여주고 있다. 걷는 보행 방법에 따른 2가지 패턴에 따른 에너지 효율관계를 TITAN-VIII이라 명명된 4발로 걷는 로봇을 기준으로 시뮬레이션을 통하여 비교분석 하였다.