안정적 이족 보행을 위한 진화 중앙 패턴 발생기 기반 전 관절 궤적 생성

Abstract

이 논문은 안정적 이족 보행을 위한 진화 중앙 패턴 발생기를 기반으로 한 전 관절 궤적 생성에 관한 논문이다. 중앙 패턴 발생기는 생물학적 뉴럴 네트워크로 단순한 입력으로부터 여러개의 주기적인 신호들을 생성하는 것이 가능하다. 이는 척추, 비척추 동물의 움직임을 제어할 때 사용된다고 밝혀졌다. 제안하는 알고리즘은 안정적인 이족 보행을 하기 위해 발의 위치 뿐 아니라 골반의 위치와 팔의 스윙까지 제어하는 중앙 패턴 발생기를 생성하였다. 제안한 알고리즘은 휴머노이드 로봇이 발의 위치만을 제어한 경우보다 골반의 위치와 팔의 스윙의 제어를 통해 더 안정적인 발걸음을 생성하게 되는데 그 이유는 골반의 움직임을 통해 Latrerall 방향으로의 안정성이 증가되고 팔의 스윙을 통하여 Yawing 모멘텀을 감소시키기 때문이다. 본 논문은 CPG를 이용한 이족 보행을 위해 FSR센서를 사용하여 피드백을 생성하였다. 그리고 중앙 패턴 발생기 내부의 파라미터들의 최적화 하기 위하여 quantum-inspired evolutionary algorithm을 사용하였다. 한사람-IX을 Model로 한 Webot을 이용한 시뮬레이션과 실제 한사람-IX의 실험을 통해 알고리즘의 성능을 검증하였다.