4족 로봇의 에너지 효율 향상을 위한 허리 모션이 추가된 보행 패턴 생성 알고리즘

Abstract

본 논문은 4족 로봇의 보행 시 에너지 효율 향상을 위해서 허리 움직임이 추가된 보행 패턴 생성알고리즘에 대해서 서술하였다. 최근 개발된 대부분의 4족 로봇들은 허리 관절이 없는 형태를 취하고 있어, 실제 4족 보행 동물과 비교하였을 때 보행이 부자연스러울 뿐만 아니라 낮은 몸통 자유도로부터 에너지 효율이 좋지 않은 문제를 가지고 있다. 이를 해결하기 위해서 본 연구에서는 기존의 4족 로봇들과 달리 허리 관절이 추가된 4족 로봇의 보행 패턴 생성 연구를 수행하였다. 우선, 실제 개의 보행 데이터를 참고하여 필요한 보행 파라미터들의 선정 및 발 궤적을 생성하였고, 보행 안정성 유지를 위해 프리뷰 제어(Preview control)를 이용한 몸통 무게 중심 위치 궤적을 생성하였으며, 동물 모방성과 에너지 효율을 증가시킬 수 있는 허리 모션 생성 전략을 통합하여 4족 보행 패턴 생성 알고리즘을 구현하였다. 최종적으로 4족 보행 로봇의 보행 안정성 유지 및 에너지 효율 향상을 Webots 동역학 시뮬레이터를 이용하여 검증하였다.