Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.20
no.8
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pp.135-143
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2003
This paper presents the impact minimization of a biped robot by using genetic algorithm. In case we want to accomplish the designed plan under the special environments, a robot will be required to have walking capability and patterns with legs, which are in a similar manner as the gaits of insects, dogs and human beings. In order to walk more effectively, studies of mobile robot movement are needed. To generate optimal motion for a biped robot, we employ genetic algorithm. Genetic algorithm is searching for technology that can look for solution from the whole district, and it is possible to search optimal solution from a fitness function that needs not to solve differential equation. In this paper, we generate trajectories of gait and trunk motion by using genetic algorithm. Using genetic algorithm not only on gait trajectory but also on trunk motion trajectory, we can obtain the smoothly stable motion of robot that has the least impact during the walk. All of the suggested motions of biped robot are investigated by simulations and verified through the real implementation.
Recently, followed by rapid growth of robotics field, multi-linkage mechanism which can even pass by rough road is getting lots of attention. In this paper, I focused on Jansen mechanism. It's a kinematics object which is named after Dutch artist Theo jansen. Jansen mechanism embraces structure and mechanism which creates locomotion with the combination of the power and simple structure. Theo jansen suggests a 'Holy number'. It's an ideal ratio of leg components length. However, if there's desired gait locomotion, you have to adjust the ratio and the length. But even slight change of the length could cause a big change at the end-point. To solve this problem, I suggest a reverse engineering method to get a ratio of each links by nonlinear optimization with pre-set desired trajectory. First, we converted a movement of the joint of Jansen mechanism to vectors by kinematics analysis of multi-linkage structure. And we showed the trajectory at the end-point. After that, we set desired trajectory which we found most ideal. Then we got the length of the leg components which draws a trajectory as same as trajectory we set, using Multi-objective genetic algorithm toolbox in MATLAB. Result is verified by Edison designer and mSketch. And we analyzed if it could pass through the obstruction which is set dynamically.
The purpose of this study was to qualitatively analyze pressure intensity and the center of pressure(COP) trajectory according to shoe type. Subjects were ten first-year female university students. The EMED-AT 25/D(Novel, Germany) was used to measure pressure intensity and COP trajectory. The COP Excursion Index(CPEI) was used for within subject test design. Independent variables were bare feet and six types of shoes. Dependent variables were center of pressure trajectory and pressure intensity. Barefeet and five toed shoes had a similar pressure intensity and COP trajectory. COP trajectory for all other shoe types showed a medial wobble at the heel. Pressure intensity for all other shoe types was related to the structure of the shoes. In conclusion, different shoe types can not only affect gait, but they can also influence foot deformities, pain, and dysfunction.
This paper proposes a new video-based method of analyzing human gait which is a highly variable dynamic process. It captures a human gait of varying directions as a trajectory in the phase space. The proposed method includes two options of a stochastic process model and a self-organizing feature map as the tool of feature space representation and analysis. Test results show that the model is highly intuitive and we believe it can contribute to our understanding of human activity as well as gait behavior.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.14
no.6
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pp.573-579
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2008
This paper introduces a new approach to develop a fast gait for quadruped robot using GP(genetic programming). Planning gaits for legged robots is a challenging task that requires optimizing parameters in a highly irregular and multidimensional space. Several recent approaches have focused on using GA(genetic algorithm) to generate gait automatically and shown significant improvement over previous results. Most of current GA based approaches used pre-selected parameters, but it is difficult to select the appropriate parameters for the optimization of gait. To overcome these problems, we proposed an efficient approach which optimizes joint angle trajectories using genetic programming. Our GP based method has obtained much better results than GA based approaches for experiments of Sony AIBO ERS-7 in Webots environment.
This paper deals with the new gait implementation of biped walking robot(IWR-III). In the case of using old gait. The trunk should be stopped during the phase changing time. But using new gait, the trunk moves continuously for all walking time. As a result, IWR-III has a walking gait similar to human being, and the motion of balancing joints can be reduced by the trunk ahead effect in the double support phase, moreover, ZMP tracking is improved, therefore the stability of IWR-III is improved. The trajectory is planned with a 5th order spline interpolation and stability of IWR-III is certified with a biped simulator.
In this paper, we generate a trajectory minimized the energy gait of a biped robot for walking a staircase using genetic algorithms and apply to the computed torque controller for the stable dynamic biped locomotion. In the saggital plane, a 6 degree of freedom biped robot that model consists of seven links is used. In order to minimize the total energy efficiency, the Real-Coded Genetic Algorithm (RCGA) is used. Operators of genetic algorithms are composed of a reproduction, crossover and mutation. In order to approximate the walking gait, the each joint angle is defined as a 4-th order polynomial of which coefficients are chromosomes. Constraints are divided into equality and inequality. Firstly, equality constraints consist of position conditions at the end of stride period and each joint angle and angular velocity condition for periodic walking. On the other hand, inequality constraints include the knee joint conditions, the zero moment point conditions for the x-direction and the tip conditions of swing leg during the period of a stride for walking a staircase.
This study deals with the gait optimization of via points on biped robot. ZMP(Zero Moment Point) is most important index in a biped robot's dynamic walking stability. To stable walking of a biped robot, legs's trajectory and a desired ZMP trajectory is required, balancing weight's movement is solved by FDM(Finite Difference Method). In this study, optimal index is defined to dynamically static walking of a biped robot, and optimization of via points is applied by GA(Genetic Algorithm).
In this paper, we embodied posture-stabilization and dynamic gait in a walking robot. 10 RC servo motors are used to operate joints. And the joints have enough moving ranges suitable in any walking pattern. Each joint trajectory is generated by cubic spline interpolation method and the stability of the trajectory is verified by using Zero Moment Point from the robot modeling. To avoid complex structure and expression, Zero Moment Point of the biped robot used angular acceleration is suggested. To measure the stability of the biped robot, Tilt sensor and gyro sensor are used. Finally, Personal Computer is used computer monitoring and data processing. Most of computation, such as 10 RC servo motor control, joint trajectory generating, ZMP compensation, sense measuring, etc, was used Digital Signal Processor.
Objective: The aim of this study was to investigate of the foot plantar pressure and usability after gait training using the ExoAtlet wearable exoskeleton robot in an incomplete spinal cord injury (SCI) patient. Design: A case study Methods: Six participants with an asymmetry in motor and sensory function completed the gait training using ExoAtlet wearable exoskeleton robot for 15 sessions, five per weeks, 3weeks. They were divided into two groups (low and high strength group) and group differences were evaluated about session at stating of gait, gait distance at final session and foot plantar pressures and useability after training. Results: Low strength group was faster than high strength group on adaptation of robot gait. And high strength group increased faster than low strength group on the gait distance during training. In standing and gait, weaker leg was higher than stronger leg on mean foot plantar pressure in low strength group. And stronger leg was higher than weaker leg on foot plantar pressure in high strength group. The length of the anterior-posterior trajectory of the center of pressure during gait was similar in low strength group, but different in high strength group. useability was positive about ExoAtlet wearable exoskeleton gait after training. Conclusions: ExoAtlet wearable exoskeleton robot gait training was positive about improving gait in all participants regardless of differences in severity of symptoms and gait abnormalities.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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