Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.13
no.4
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pp.358-364
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2007
Intelligent walking modeling of humanoid robot using learning based neuro-fuzzy system is presented in this paper. Walking pattern, trajectory of the zero moment point (ZMP) in a humanoid robot is used as an important criterion for the balance of the walking robots but its complex dynamics makes robot control difficult. In addition, it is difficult to generate stable and natural walking motion for a robot. To handle these difficulties and explain empirical laws of the humanoid robot, we are modeling practical humanoid robot using neuro-fuzzy system based on the two types of natural motions which are walking trajectories on a t1at floor and on an ascent. Learning based neuro-fuzzy system employed has good learning capability and computational performance. The results from neuro-fuzzy system are compared with previous approach.
The modifiable walking pattern generation (MWPG) algorithm can handle dynamic walking commands by changing the walking period, step length, and direction independently. When an infeasible command is given, the algorithm changes the command to a feasible one. After the feasibility of the navigational command is checked, it is translated into the desired center of mass (CM) state. To achieve the desired CM state, a reference CM trajectory is generated using predefined zero moment point (ZMP) functions. Based on the proposed algorithm, various complex walking patterns were generated, including backward and sideways walking. The effectiveness of the patterns was verified in dynamic simulations using the Webots simulator.
Previous walking pattern generation methods could generate walking patterns that allow only straight walking on flat and uneven terrain. They were unable to generate modifiable walking patterns whereby the sagittal and lateral step lengths and walking direction can be changed at every footstep. This paper proposes a novel walking pattern generation method to realize modifiable walking of humanoid robots on unknown uneven terrain. The proposed method employs a walking pattern generator based on the 3-D linear inverted pendulum model (LIPM), which enables a humanoid robot to vary its walking patterns at every footstep. A control strategy for walking on unknown uneven terrain is proposed. Virtual spring-damper (VSD) models are used to compensate for the disturbances that occur between the robot and the terrain when the robot walks on uneven terrain with unknown height. In addition, methods for generating the foot and vertical center of mass (COM) of the 3-D LIPM trajectories are developed to realize stable walking on unknown uneven terrain. The proposed method is implemented on a small-sized humanoid robot platform, DARwIn-OP and its effectiveness is demonstrated experimentally.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.12
no.4
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pp.315-319
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2006
Support vector machines in biped humanoid robot are presented in this paper. The trajectory of the ZMP in biped walking robot poses an important criterion for the balance of the walking robots but complex dynamics involved make robot control difficult. We are establishing empirical relationships based on the dynamic stability of motion using SVMs. SVMs and kernel method have become very popular method for learning from examples. We applied SVM to model the practical humanoid robot. Three kinds of kernels are employed also and each result has been compared. As a result, SVM based on kernel method have been found to work well. Especially SVM with RBF kernel function provides the best results. The simulation results show that the generated ZMP from the SVM can be improve the stability of the biped walking robot and it can be effectively used to model and control practical biped walking robot.
This paper deals with a manipulability analysis of multi-legged walking robots in acceleration domain, that is the dynamic manipulability analysis of walking robot. Noting that the kinematic structure of the walking robot is basically the same with that of the multiple serial robot system holding one object, the analysis method for cooperating robot is converted to that of walking robot. With the proposed method, the bound of achievable acceleration of the moving body is easily derived from the given bounds on the capabilities of Joint torques. Several walking robot examples are analyzed with proposed method under the assumption of hard contact, and presented in the paper to validate the method.
In order to accomplish complex navigational commands, humanoid robot should be able to modify its walking period, step length and direction independently. In this paper, a novel walking pattern generation algorithm is proposed to satisfy these requirements. Modification of the walking pattern can be considered as a transition between two periodic walking patterns, which follows each navigational command. By assuming the robot as a linear inverted pendulum, the equations of motion between ZMP(Zero Moment Point) and CM(Center of Mass) state is easily derived and analyzed. After navigational command is translated into the desired CM state, corresponding CM motion is generated to achieve the desired state by using simple ZMP functions. Moreover, when the command is not feasible, feasible command is alternated by using binary search algorithm. Subsequently, corresponding CM motion is generated. The effectiveness of the proposed algorithm is verified by computer simulation.
We present the synergy effect of humanoid robot walking down on a slope and support vector machines in this paper. The biped robot architecture is highly suitable for the working in the human environment due to its advantages in obstacle avoidance and ability to be employed as human substitutes. But the complex dynamics in the robot and ground makes robot control difficult. The trajectory of the zero moment point (ZMP) in a biped walking robot is an important criterion used for the balance of the walking robots. The ZMP trajectory as dynamic stability of motion will be handled by support vector machines (SVM). Three kinds of kernels are also employed, and each result from these kernels is compared to one another.
Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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v.14
no.2
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pp.124-129
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2013
Hexapod walking robots are superior to biped or quadruped ones in terms of walking stability. Therefore hexapod robots have the advantage in performing intelligent tasks based on walking stability. In this paper, we propose a hexapod robot that has one fore leg, one hind leg, two left legs, and two right legs and can perform various intelligent tasks. We build the robot by using 26 motors and implement a controller which consists of a host PC, a DSP main controller, an AVR auxiliary controller, and smart phone/pad. We show by several experiments that the implemented robot can perform various intelligent tasks such as uneven surface walking, tracking and kicking a ball, remote control and 3D monitoring by using data obtained from stereo camera, infrared sensors, ultra sound sensors, and contact sensors.
International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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v.1
no.2
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pp.91-93
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2000
Insects have many excellent features and functions in their small bodies, such as hexapod walking, flapping flight, vision systems, sensory hairs, etc, and those characteristics can be thought as good models for many types of robots. Insects also will be good models far micro-machines because of its size. Insect behavior consists of simple reflex acts and programmed behavior, Some robots were made in order to clarify the emergent mechanism of insect behavior, Through some experiments it would be found that even if insect behavior consists of some simple action patterns, it looks intelligent through interactions its sensors and actuators with its complex environment. In the near futures small robots inspired by insects will be used in many fields of our life. I hope that insect-model based robots will play an active part in many fields and that they will make us happy.
Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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v.25
no.3
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pp.236-241
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2015
This paper presents a study on transformable multiple quadruped robots by docking between robots and waist joints. This robot is able to go on a variety of angles because of mecanum wheels. It is also a hybrid design which allows robot use legs to overcome obstacles on complex terrains and wheels to move on flat ground. The robot is applied kinematics of mecanum wheels and walking, and its walking is based on specific patterns. Docking module is located in front and backside of robot, docking algorithm is suggested and fulfilled for docking between 2 robots. A waist joint is at the center of robot body for transformation and after docking and transformation, robot can activate new functions that carry something.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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