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초록
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이 논문에서는 아동 크기 휴머노이드 로봇의 설계 및 개발과정에 대하여 기술한다. 경량형 휴머노이드 로봇의 설계 개념을 제시하고, 3차원 설계 툴을 이용하여 1m 이상 크기 휴머노이드 로봇의 메커니즘을 설계하였다. 로봇의 구동을 위한 하드웨어는 제한된 로봇의 무게 내에서 최적의 성능을 낼 수 있도록 설계하였다. 3차원 설계 툴을 사용하여 설계한 로봇의 프레임 및 링크들은 가볍고 강도가 좋은 재료를 선정하고 정밀 가공을 통해 제작하였다. 제작된 아동 크기의 휴머노이드 로봇은 역기구학, 균형제어를 적용하여 기본 동작을 구현하고 그 성능을 실험을 통하여 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, a procedure of design and development of a child-sized humanoid robot is described. The design concept for a humanoid robot was proposed and the mechanism of the humanoid robot which is more than 1 meter tall was designed by using 3D design tools. By considering the lightweight of the...

주제어

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 어린 아이들의 눈높이에 맞춘 1m이상의 크기를 가지면서 12kg미만 무게의 경량형 아동 크기 휴머노이드 로봇의 설계와 개발 과정에 대하여 기술한다.

가설 설정

  • 휴머노이드 로봇의 경우 인간과 같이 넘어지거나 부딪칠 가능성이 매우 높다. 무거운 물체가 넘어지거나 부딪힐 경우 충격은 매우 크다. 따라서 안전성을 고려한다면 휴머노이드 로봇은 가볍게 설계 제작되어야 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
휴머노이드 로봇이 인간 친화적인 까닭은 무엇인가? 인간과 유사한 보행을 할 수 있는 휴머노이드 로봇은 지면이나 계단, 장애물 등을 이동하거나 통과할 수 있어서 뛰어난 운동성을 가진다. 운동성이 인간과 유사하고 그 모습 또한 인간을 닮고 있기 때문에 보다 인간 친화적인 형태의 로봇이라 할 수 있다. 휴머노이드 로봇에 대한 연구는 세계적으로 다양한 분야에서 진행되고 있으며, 현재 인간과 흡사하게 움직일 수 있는 로봇을 구현해낼 정도로 꾸준히 발전을 이루고 있으며, 일본의 아시모, 한국의 휴보, 미국의 찰리 등이 대표적인 휴머노이드 로봇이다.
휴머노이드 로봇은 인간과 유사한 걸음걸이를 구현하는데 무엇을 가지고 있는가? 휴머노이드 로봇은 뛰어난 운동성을 가지는 반면, 인간과 유사한 걸음걸이를 구현하는데 있어서 복잡한 역기구학 식을 가지고 있다. 그리고 두발로 서있어야 하는 특성상, 로봇이 넘어져 파손되거나 다른 사고로 이어질 수 있기 때문에 로봇의 안정성도 고려되어야 한다.
인간과 유사한 보행을 할 수 있는 휴머노이드 로봇의 특징은 무엇인가? 인간과 유사한 보행을 할 수 있는 휴머노이드 로봇은 지면이나 계단, 장애물 등을 이동하거나 통과할 수 있어서 뛰어난 운동성을 가진다. 운동성이 인간과 유사하고 그 모습 또한 인간을 닮고 있기 때문에 보다 인간 친화적인 형태의 로봇이라 할 수 있다.
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참고문헌 (9)

  1. Seungmoon Song, "Development of an Omnidirectional Gait Generator and a Stabilization Feedback Controller for Humanoid Robots", Master's Thesis of Virginia Tech, pp. 15-30, 2010. 

  2. Jong-Hoon Lee, "Design and Kinematics Analysis of a Human-Sized Biped Walking Robot applied to Motion of Human", Master's Thesis of Korea Maritime University, 2008. 

  3. Hong-Rae Kim, "A Study on Design of Biped Walking Intelligent Robot", Master's Thesis of Kyungnam University, 2005. 

  4. Jung-Hoon Kim, "A Study on the Realization of Dynamic Gait for a Biped Humanoid Robot", Master's Thesis of Korea Advanced Institute of Science and Technology, pp. 683-689, 2003. 

  5. Ill-Woo Park, "A Study On the Design of Humanoid Biped Walking Robot - Lower Body Design -", Master's Thesis of Korea Advanced Institute of Science and Technology, pp. 4-42, 2001. 

  6. Hashimoto S, "Humanoid Robotics in Waseda University Hadaly-2 and WABIAN-", In IARP First International Workshop on Humanoid and Human Friendly Robotics, 18, 1998. 

  7. Seung-Jun Lee, "Design, Implementation, and Control of a Balancing Based Humanoid robot For Collaboration", Master's Thesis of Graduate School Chungnam National University, 2011. 

  8. Tzafestas S., Raibert M. and Tzafestas C., "Robust Sliding-mode Control Apllied to a 5-Link Biped Robot", Journal of Intelligent and Robotics System, Vol.15, pp.67-133, 1996. 

  9. Vukobratovic M., Stepanenko J., "Mathematical Models of General Anthropomorphic System", In Mathematical Biosciences, Vol.17, 191-242, 1973. 

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