• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.138-140
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• 2004

This paper mainly deals with the dynamic walking of a biped robot. At first, in order to walk in various environments, it is desirable to adapt to such ground conditions with a suitable foot motion, and maintain the stability of the robot by a smooth hip motion. A method to plan a walking pattern consisting of a foot trajectory and a hip trajectory is presented. The effectiveness of the proposed method is illustrated by simulation results. Secondly, the paper brings forward a balance control technique based on off-line walking pattern with real-time modification. At last, the concept of Zero Moment Point (ZMP) is used to evaluate dynamic stability.

• 정보처리학회논문지B
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• 제12B권2호
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• pp.157-166
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• 2005

3차원 가상현실 내에서 캐릭터 움직임 동작의 기술은 기존 방식인 키프레임 기법에 의존하던 것이 점차 동작 제어 기법을 활용하고, 보다 사실적이고 자연스러운 움직임을 생성해 내고자 하는 방향으로 발전해 가고 있다. 그러나 이러한 동작 제어 기법을 통해 가상현실의 지형 성질에 따라 적응적인 캐릭터의 동작을 표현하는데 한계가 있다. 즉, 대부분의 가상환경에서 캐릭터의 걷는 움직임은 일정하고 단조로운 동작만을 반복하여 표현하고 있어 관찰자로 하여금 지루함을 느끼게 하고, 지형의 조건이나 형태에 맞지않게 캐릭터의 발끝이 지면에 스며들거나 떠있는 등의 부자연스러운 동작으로 인해 사실감을 저하시킨다. 본 논문에서는 적은 매개변수들과 역운동학 방법을 적용하여 기본 걷기 동작을 표현하고, 지면의 성질을 마찰계수로 대표시켜 지면에 적응적인 걷기 동작의 생성 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 구심력과 마찰계수를 결합한 후, 이를 근거로하여 한 주기 동안의 걷는 동작을 분석하고 이를 기반으로 동작에 필요한 매개변수를 조정하여 지질에 따른 적응적인 캐릭터의 걷기 동작을 생성한다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제30권11호
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• pp.1092-1101
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• 2003

대부분의 3차원 캐릭터 애니메이션에서는 모션 캡쳐 장비를 통해서 포착된 동작 데이타를 이용하여 다양한 지형상에서 캐릭터가 걷는 동작을 표현한다. 이러한 동작 포착 데이타는 실제 사람과 같이 움직이는 동작들을 자연스럽게 표현할 수 있으나, 만약 다양한 지형에 대한 움직이는 동작이 표현할 경우, 지형의 유형에 따라 모든 동작을 캡쳐하여야 하고, 얻어진 동작 데이타를 다른 유형의 캐릭터에 적용할 경우 동작 데이타를 다시 얻거나 기존 동작 데이타를 재편집해야 하는 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 적은 매개변수들을 사용하여 평지면, 경사면, 계단면 그리고 굴곡면 등 다양한 지형에서의 적응적인 걷는 동작을 생성하기 위한 방법과 골반과 이동하는 다리의 움직임 제적을 산출하는 방법을 제안한다. 이 방법에서는 캐릭터의 신장이나 걷는 속도, 걸음폭 등의 매개변수들을 조절하여 다양한 걸음걸이를 생성할 수 있으며 역운동학(Inverse Kinematics) 개념을 적용하여 관절들의 위치나 각도를 산출하고 관절의 이동 궤적을 계산하기 위해 큐빅 스플라인 곡선을 활용한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.722-727
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• 2009

인체동작상태를 구분하는 기술은 인체활동에 따라 변하는 생체신호의 측정 분석분야, 수면장애의 진단 치료 효과의 스크리닝 검사분야, 만성질환 환자의 운동 상태 진단 운동처방분야에 필요한 기술이다. Armband에 내장된 아날로그 디바이스사의 ADXL202AE을 이용하여 수직방향신호의 평균치(LAA), 수평방향신호의 평균치(TAA), 수직방향 신호의 가속도 변화량의 절대치의 평균치(L-MAD), 수평방향신호의 가속도 변화량의 절대치의 평균치(T-MAD)의 획득과 데이터 처리하여, 인체동작상태(눕기, 앉기, 걷기, 뛰기)를 구분하는 퍼지규칙 기반의 퍼지추론시스템을 구현하였다. 입력데이터(LAA, TAA, L-MAD, T-MAD)와 출력데이터(Lying, Sitting, Walking, Running)의 각 구역에서의 소속정도(menbership degree)와 퍼지규칙은 실험을 통해 얻은 수치 데이터를 사용하여 결정하였다. 눕기$\rightarrow$걷기$\rightarrow$뛰기$\rightarrow$눕기 순으로 생성한 모의실험용 데이터를 분석한 결과, 눕기, 앉기, 걷기, 뛰기의 동작상태 구분율은 각각 100%이었다.

• 한국운동역학회지
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• 제27권2호
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• pp.133-140
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• 2017

Objective: The purpose of this study was to determine the relationship between center of pressure (CoP) and local stability of the lower joints, which was calculated based on approximate entropy (ApEn) during walking in elderly women. Method: Eighteen elderly women were recruited (age: $66.4{\pm}1.2yrs$; mass: $55.4{\pm}8.3kg$; height: $1.56{\pm}0.04m$) for this study. Before collecting data, reflective marker triads composed of 3 non-collinear spheres were attached to the lateral surface of the thigh and shank near the mid-segment to measure motion of the thigh and shank segments. To measure foot motion, reflective markers were placed on the shoe at the heel, head of the fifth metatarsal, and lateral malleolus, and were also placed on the right anterior-superior iliac spine, left anterior-superior iliac spine, and sacrum to observe pelvic motion. During treadmill walking, kinematic data were recorded using 6 infrared cameras (Oqus 300, Qualisys, Sweden) with a 100 Hz sampling frequency and kinetic data were collected from a treadmill (Instrumented Treadmill, Bertec, USA) for 20 strides. From kinematic data, 3D angles of the lower extremity's joint were calculated using Cardan technique and then ApEn were computed for their angles to evaluate local stability. Range of CoP was determined from the kinetic data. Pearson product-moment and Spearman rank correlation coefficient were applied to find relationship between CoP and ApEn. The level of significance was determined at p<.05. Results: There was a negative linear correlation between CoP and ApEn of hip joint adduction-abduction motion (p<.05), but ApEn of other joint motion did not affect the CoP. Conclusion: It was conjectured that ApEn, local stability index, for adduction/abduction of the hip joint during walking could be useful as a fall predictor.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.46-52
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• 2004

본 논문에서는 키 42cm, 몸무게 1.5kg으로 총 16 자유도를 가진 소형 인간형 로봇의 개발에 관하여 소개한다. 인간형 로봇은 많은 자유도를 가지기 때문에 개발을 쉽게 하기 위하여 제어가 간단한 RC 서보 모터를 구동기로 사용한다. 개발된 로봇은 또한 머리에 소형 디지털 카메라를 장착하고 있어서 주변의 환경에 대한 영상 데이터를 원격지에 있는 호스트 컴퓨터에 무선 모뎀을 통하여 전송할 수 있다. 개발된 로봇은 직진 보행, 회전 보행 등의 평지 보행뿐만 아니라 계단 보행도 수행할 수 있다. 로봇의 움직임을 생성하고 사전에 모의 실험해 볼 수 있는 그래픽 시뮬레이션프로그램과 경로 생성 프로그램은 호스트 컴퓨터에서 구동된다. 실험을 통하여 개발된 로봇이 계단 보행을 수행할 수 있음을 보인다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.793-798
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• 2010

본 논문에서는 소비 에너지 분석을 통한 이족보행로봇의 저전력 보행 보정 기법을 제안하였다. 먼저 이족 로봇의 보행 기본자세의 각 축별 소비 에너지를 분석하여 소비 에너지를 절감하는 기본 보행 자세를 구현하였다. 이족 로봇의 보행 기본자세를 무릎 구부리는 자세로 정하여 소비에너지를 줄이고, 무게중심을 낮추어 자세 안정성을 향상하였다. 이족로봇의 보행시 모터 전류를 측정하여 좌우 다리의 소비 전력을 분석하고, 이를 바탕으로 좌우 에너지 불균형을 제거하도록 보행 자세를 보정하였다. 보행 기본자세의 좌우 소비 전력을 고르게 분포시키게 자세를 보정함으로서 전체 소비 에너지를 감소시키고, 로봇의 좌우 자세 균형을 맞추어 보행시 안정성을 향상하였다. 제안한 소비 에너지 분석을 통한 저전력 보행 구현 방법은 임베디드시스템 기반의 소형 이족 로봇을 실제 제작하여 보행 실험을 통해 성능을 검증하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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• pp.311-314
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• 1995

Biped locomotion can be simply modeled as a linear inverted pendulum mode. This model considers only the CG (center of gravity) of the entire system. But in real biped robot systems, the free-leg motion dynamics is not negligible. So if its dynamics is not considered in designing the reference CG motion, it is badly influence to the ZMP(zero moment point) position of the biped robot walking in the sagittal plane. Therefore, we modeled the biped locomotion similar to the linear inverted pendulum mode but considered the predetermined free-leg dynamics. To verify that the proposed biped locomotion is more stable than the linear inverted pendulum mode, we constructed a biped robot simulator and designed a serco controller to track both the reference motion of the free leg and the reference motion of CG of the biped robot using the computed torque control low. And through simulations, we verified that the proposed walking is better in stability than the one based on the linear inverted pendulum mode.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.883-884
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• 2008

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.1464-1468
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• 2004

This paper presents a learning controller for repetitive gait control of biped walking robot. We propose the iterative learning control algorithm which can learn periodic nonlinear load change ocuured according to the walking period through the iterative learning, not calculating the complex dynamics of walking robot. The learning control scheme consists of a feedforward learning rule and linear feedback control input for stabilization of learning system. The feasibility of learning control to biped robotic motion is shown via dynamic simulation with 12-DOF biped walking robot.