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4족 보행 로봇의 모델링 및 시뮬레이션
Modeling and Simulation of Quadruped Walking Robot 원문보기

대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회, 2009 July 14, 2009년, pp.1839 - 1840  

정학상 (경기대학교 전자공학과) ,  박상수 (경기대학교 전자공학과) ,  최윤호 (경기대학교 전자공학과) ,  박진배 (연세대학교 전기전자공학과)

초록
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본 논문에서는 4족 보행 로봇의 제작을 위한 4족 보행 로봇 시뮬레이터를 구성한다. 우선 제작하고자 하는 4족 보행 로봇의 기구학 모델링순기구학 모델과 역기구학 모델을 유도하며 역기구학 모델은 기하학적 방법을 이용한다. 한편 구성된 시뮬레이터에서는 유도한 4족 보행 로봇의 모델을 이용한 보행 패턴 생성 등은 PC에서 연산하며 연산된 값은 4족 보행 로봇의 컨트롤러를 이용하여 각 모터에 전송 가능하며, 이때 PC와 제어기 사이의 통신은 지그비(Zigbee)를 이용한 무선 통신을 사용한다. 또한 모든 연산 과정 및 실제 시뮬레이터 구성은 MATLAB을 이용한다. 마지막으로, 기존 걸음새 패턴 생성 방법을 이용 하여 구성된 4족 보행 로봇 시뮬레이터의 효용성을 검증하였다.

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  • 3.1절에서 서술한 순기구학 모델만 가지고 4족 보행 로봇이 동작하기에는 충분하지 않다. 4족 보행 로봇이 실제로 동작하기 위해서는 앞서 구한 카테시안(Cartesian) 좌표를 가지고 관절각 θ을 구해야 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
다족 로봇의 장단점은 무엇인가? 휠 기반 로봇의 경우 평지에서의 이동 속도가 빠른 장점을 가지나 비평탄 지면이나 계단 및 장애물이 존재하는 경우 다족 로봇에 비해 이동 능력이 현저히 저하되는 단점을 가진다. 반면에 다족 로봇은 휠 기반 로봇에 비해 평지에서의 이동 속도가 늦은 단점을 가지나 휠 기반 로봇에 비해 지형에 영향을 덜 받는다는 장점을 가진다, 현재 이와 같은 다족 로봇의 장점을 적극적으로 활용 가능한 다양한 형태의 다족 로봇에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 또한 다족 로봇의 경우, 인간이나 동물의 형태를 대상으로 2족, 4족, 6족 로봇 등에 관한 연구들이 현재 진행되고 있으며, 특히 보행의 안정성이 보장되는 4족 보행 로봇에 관한 연구를 활발히 진행되고 있다.
휠 기반 로봇의 장단점은 무엇인가? 일반적으로 이동 로봇은 바퀴를 사용하는 휠(wheel) 기반 로봇과 다리를 사용하는 다족 로봇으로 크게 나눌 수 있다. 휠 기반 로봇의 경우 평지에서의 이동 속도가 빠른 장점을 가지나 비평탄 지면이나 계단 및 장애물이 존재하는 경우 다족 로봇에 비해 이동 능력이 현저히 저하되는 단점을 가진다. 반면에 다족 로봇은 휠 기반 로봇에 비해 평지에서의 이동 속도가 늦은 단점을 가지나 휠 기반 로봇에 비해 지형에 영향을 덜 받는다는 장점을 가진다, 현재 이와 같은 다족 로봇의 장점을 적극적으로 활용 가능한 다양한 형태의 다족 로봇에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있다.
이동 로봇 중 어떤 형태의 다족 로봇 연구가 진행되고 있는가? 반면에 다족 로봇은 휠 기반 로봇에 비해 평지에서의 이동 속도가 늦은 단점을 가지나 휠 기반 로봇에 비해 지형에 영향을 덜 받는다는 장점을 가진다, 현재 이와 같은 다족 로봇의 장점을 적극적으로 활용 가능한 다양한 형태의 다족 로봇에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 또한 다족 로봇의 경우, 인간이나 동물의 형태를 대상으로 2족, 4족, 6족 로봇 등에 관한 연구들이 현재 진행되고 있으며, 특히 보행의 안정성이 보장되는 4족 보행 로봇에 관한 연구를 활발히 진행되고 있다. 한편, 4족 보행 로봇의 연구를 진행하기 위해서는 우선 4족 보행 로봇의 설계 후 충분한 모의 테스트 과정을 거친 후 제작해야 로봇의 신뢰도를 높일 수 있으며 제작 후 실제 적용 부분에서 발생될 수 있는 오류를 사전에 미리 알고 대처 할 수 있다.
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