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인체운동학에 기반한 이족로봇의 인간형 걸음새 설계
Kinesiology Based Human-like Walking Pattern Design for a Bipedal Robot 원문보기

제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, v.17 no.7, 2011년, pp.659 - 667  

박진희 (한국항공대학교 항공우주기계공학부) ,  권상주 (한국항공대학교 항공우주기계공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The study of bipedal robot is towards similar shape and function with human. In this paper, we propose a human-like walking pattern compatible to the flexible foot with toe and heel structure. The new walking pattern for a bipedal robot consists of ZMP, center of mass (CoM), and ankle trajectory and...

주제어

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
인간의 발이 가지는 구조적인 장점과 기능을 로봇 발 설계에 응용한 예로는 무엇이 언급되었는가? 인간의 발이 가지는 구조적인 장점과 기능을 로봇 발 설계에 응용한 예를 들면, Ouezdou et al. [3]은 로봇 발에 앞꿈치 발가락(toe)를 추가하면 에너지 소모가 감소하고 각 관절의 운동이 더 유연해진다고 하였다. Kagami et al.
인간과 같이 안정적이고 보행에 소요되는 에너지를 최소화하는 보행 로봇을 개발하기 위해 동시에 진행되어야 하는 연구는 무엇인가? 인간과 같이 안정적이고 보행에 소요되는 에너지를 최소화하는 보행 로봇을 개발하기 위해서는 불규칙한 지면과 접촉하는 로봇 발에 대한 연구가 동시에 이루어져야 한다. 최근에는 인간 발에 대한 생체 모방형(bio-mimetic) 설계를 바탕으로 이족 로봇에 인간형 걸음새를 적용하기 위한 연구가 점차 활발해지고 있다.
인간의 발과 같은 유연성과 기능을 갖는 로봇 발의 기능을 이용하여 인간처럼 자연스러운 걸음새를 실천하기 위한 보행 패턴 생성에 대한 연구로는 무엇이 있나? 위와 같은 유연한 로봇 발의 기능을 이용하여 인간처럼 자연스러운 걸음새를 실현하기 위한 보행 패턴 생성에 관한 연구도 활발하다. Ogura et al. [11]은 평평한 발에 발가락 조인트를 추가하여 안간과 같이 뒤꿈치를 들어올리면서 보행하는 방식을 적용하였고 이 때 발에 작용하는 힘의 분포가 인간과 유사해짐을 보였다. Erbatur & Kurt [12] 및 Sellaouti et al. [8]은 인간의 보행에서는 ZMP가 발바닥의 뒤꿈치에서 발가락 방향으로 자연스럽게 이동한다는 사실에 착안하여 개선된 ZMP패턴을 제시하였다. 또한 Huang et al. [13]은 인간 발목 관절의 운동 패턴을 분석하고 이와 유사한 궤적을 유도하였다.
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참고문헌 (20)

  1. W. Kim and A. S. Voloshin, "Role of plantar in the load bearing capacity of the human foot," Journal of Biomechanics, vol. 28, pp. 1025-1033, 1995. 

  2. G. M. Eom and K. Hase, "Evolution of human locomotion: A computer simulation approach," Journal of Korean Society of Precision Engineering (in Korean), vol. 21, no. 5, pp. 188-202, May 2004. 

  3. F. B. Ouezdou, S. Alfayad, and B. Almasri, "Comparison of several kinds of feet for humanoid robot," Proc. of 2005 IEEERAS Conf. on Humanoid Robots, pp. 123-128, 2005. 

  4. S. Kagami, M. Mochimaru, Y. Eharac, N. Miyata, K. Nishiwaki, T. Kanade, and H. Inoue, "Measurement and comparison of humanoid H7 walking with human being," Robotics and Autonomous Systems, vol. 48, pp. 177-187, 2004. 

  5. J.-T. Seo and B.-J. Yi, "Modeling and analysis of a biomimetic foot mechanism," Proc. of 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 1472-1477, Oct. 2009. 

  6. H. Minakata, H. Seki, and S. Tadakuma "A study of energysaving shoes for robot considering lateral plane motion," IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 55, no. 3, pp. 1271-1276, Mar. 2008. 

  7. J. Yoon, H. Nandha, D. G. Lee, and G.-S. Kim "A novel 4-DOF robotic foot mechanism with multi-platforms for humanoid robot," Proc. of SICE-ICCAS International Joint Conference 2006, pp. 3500-3504, Oct. 2006. 

  8. R. Sellaouti, O. Stasse, S. Kajita, K. Yokoi, and A. Kheddar, "Faster and smoother walking of humanoid HRP-2 with passive the joints," 2005 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2005. 

  9. J. Li, Q. Huang, W. Zhang, Z. Yu, and K. Li, "Flexible foot design for a humanoid robot," 2008 IEEE International Conference on Automation and Logistics, pp. 1414-1419, Sep. 2008. 

  10. K. Hashimoto, Y. Sugahara, A. Hayashi, M. Kawase, T. Sawato, N. Endo, A. Ohta, C. Tanaka, H.-O. Lim, and A. Takanishi "New foot system adaptable to convex and concave surface," Proc. of 2007 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp. 1869-1874, Apr. 2007. 

  11. Y. Ogura, K. Shinomura, H. Kondo, A. Moroshima, T. Okubo, S. Momoki, H.-O. Lim, and A. Takanishi, "Human-like walking with Knee Stretched, Heel-contact and Toe-off Motion by a Humanoid Robot," 2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 3976-3981, Oct. 2006. 

  12. K. Erbatur and O. Kurt, "Natural ZMP trajectories for biped robot reference generation," IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 56, no. 3, pp. 835-844, Mar. 2009. 

  13. Q. Huang, K. Yokoi, S. Kajita, K. Kaneko, H. Arai, N. Koyachi, and K. Tanie, "Planning walking patterns for a biped robot," IEEE Trans. on Robotics and Automation, vol. 17, no. 3, pp. 280-289, Jun. 2001. 

  14. H. Kim, J. Park, and S. J. Kwon, "New robotic foot design with toes and heel joints," 2009 6th International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence (URAI 2009), pp. 780-782, Oct. 2009. 

  15. J. Park, H. Kim, and S. J. Kwon, "Design of a Flexible robot foot with toes and heel joints," Journal of Korean Society of Precision Engineering (in Korean), vol. 28, no. 4, pp. 446-454, Apr. 2011. 

  16. Y. Choi, D. Kim, Y. Oh, and B.-J. You, "Posture/walking control for humanoid robot based on kinematic resolution of CoM jacobian with embedded motion," IEEE Trans. on Robotics, vol. 23, no. 6, pp. 1285-1293, Dec. 2007. 

  17. D. A. Neumann, Kinesiology of the Musculoskeletal System, Mosby, 2002. (한글판, 정담미디어 2009) 

  18. J. Perry, Gait analysis: Normal and pathological function, Slack Inc., 1992. (한글판, 영문출판사 2006) 

  19. AnyKode co., http://www.anykode.com/marilou.php 

  20. Y. Ehara, "인간의 보행, 로봇의 보행," 월간 자동화기술, 2007년 8월호, pp. 74-80. 

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