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조창현(Changhyun Cho) 대한기계학회 2020 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2020 No.8
뇌졸증은 장기적인 운동기능 손상을 야기한다. 운동기능을 회복하기 위해 다양한 시청각 및 신체적 자극이 필요하며 뇌손상 이후 보행기능 재활을 위해 로봇을 이용한 재활 치료가 연구되어왔다. 기 정의된 궤적으로만 재활을 수행하는 경우 수동적인 로봇 움직임 추종이 종종 발생하여 훈련 성과가 높지 않았다. 따라서, 근래에는 기 정의된 궤적을 사용하는 훈련에서 사용자 또는 환자의 재활치료 참여를 독려하기 위한 Assist-as-needed 제어 알고리즘이 활발히 연구되고 있다. 환자의 재활치료 참여를 독려하는 제어 방법으로 각 보행 주기에 따른 임피던스 변경 방법과 가상벽을 활용한 방법이 있다. 이러한 제어 방식은 보행 궤적이 기준 궤적에 심하게 벗어난 경우에 로봇 제어를 통해 기준 궤적에 도달하도록 유도한다. 따라서, Assist-as-needed 제어는 환자가 기준 범위 내에 움직이는 경우와 벗어나는 경우에 대한 각각의 제어가 필요하다. 본 논문은 가상벽을 이용한 assist-as-needed제어를 제안한다. 마비된 다리를 환측, 마비되지 않은 다리를 건측으로 구분하여 각 다리에 맞춰 제어 알고리즘을 변경하였다. 로봇 모터는 위치제어 모드에서 제어한다. 건측은 어느정도 정해진 궤적을 추종할 수 있어 건측 이동구간에는 로봇은 환자의 의지추종만 수행한다. 환자 의지추종 제어로는 어드미턴스 제어를 적용하였다. 또한, 시스템의 안정성을 확보하기 위해 수동성기반 파워제어를 수행하였다. 파워제어는 한 제어주기(sample time)동안의 시스템 출력파워를 제한하도록 하였다. 환측 이동구간에서는 환자 의지 추종을 위한 어드미턴스 제어와 가상벽을 이용한 힘반영을 수행하였다. 디지털 가상벽은 대표적인 에너지 생성 요소로 시스템의 불안정성을 야기한다. 이를 극복하기 위해 건측에 적용한 파워제어를 가상벽 출력에 적용하였다. 1자유도 모델 모의실험을 통해 개발된 알고리즘의 성능을 검증하였다. [그림 본문 참조]
조창현(Changhyun Cho),이우섭(Woosub Lee),강성철(Sungchul Kang) 제어로봇시스템학회 2010 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.16 No.7
This paper presents a gravity compensator for the manipulator of a service robot. The manipulator of a service robot is operated with low velocity for the safety reason in most cases. In this situation gravitational torques generated by the mass of links are often much greater than dynamic torques for motion. A gravity compensator can counterbalance the gravitational torques, thereby enabling to utilize relatively low power motors. In this paper the gravity compensation for the roll-pitch rotation is considered which is often used for the shoulder joints of the manipulator of a service robot or humanoid robot. A gimbals is implemented and two 1-dof gravity compensators are equipped at the base. One compensates the gravitational torque at the roll joint and another provides the compensational torque for the gimbals. Various analyses showed that the proposed compensator can counterbalance the gravitational torques of 87% at the pitch joint and 50% at the roll joint. It is verified from dynamic simulations that the proposed compensator effectively counterbalances the gravitational torques.
조창현 ( Changhyun Cho ) 한국영상미디어협회 2008 예술과 미디어 Vol.7 No.1
흔히들 많은 사람들이 미국이 부강한 이유를 프론티어 정신에서 찾고 있다. 그러한 사식을 비판하는 사람들은 이것을 승자의 입장에서 쓰인 역사이기 때문에 가능한 이야기라고 말한다. 인디언 혹은 제 3장의 입장에서 보자면 현재 미국을 주도하는 백인들은 인디언들을 총으로 쏴 죽이고 미국대륙을 차지하고 있을 뿐이다. 그것은 인류의 역사 가운데 일부에 지나지 않는다. 국가 간이나 혹은 사회에서의 선과 악을 구분 짓는 것들은 언제나 강자의 입장에서 서술되어 왔다. 영화에서 다룬 전쟁범죄와 유태인 학살을 벗어나 현재의 우리 주변의 사건들을 예로 들자면 아랍권 국가들은 팔레스타인의 땅을 빼앗은 이스라엘과 이를 지원한고 있는 미국을 증오한다. 결국 비주류적 관점에 보자면 미국과 서방에 테러를 하는 빈 라 텐 같은 인물이 결코 국제적 악인으로만 볼 수 없는 것이다. 이러한 문제 또한 최후의 승자가 이스라엘과 미국이 된다면 빈 라덴으 역사 속에서 악마와 같은 존재로 남을 것이고 미국은 승자로서 자칭 국제경찰이 될 것은 불 보듯 뻔 한 일이며 그 반대의 일이 벌어진다면 악과 선의 구별 또한 달라질 것이다. ``뉴른베르크(Nurnberg)에서 행해진 전범재판이 잘못 되었다고 주장 하는 것은 아니다. 그들의 반인류적인 만행들은 처벌할 수 없다고 말은 비주류적 관점에서 일부 맞는 말이 아닌가 하는 생각이 든다.승자가 내리는 판단은 자신에게 불리한 진실을 언제나 왜곡해 왔으니 말이다. 우리는 역사를 올바르게 볼 필요가 있다 지금까지 의 역사는 승자의 편에서 쓰여 왔다. 그리고 인류는 그러한 역사를 후세에 교육시키며 끊임없이 재생산해내고 있다. 하지만 그러한 반쪽 짜리 역사를 맹목적으로 추종하는 것은 어리석은 일임이 분명하다. 인류는 진보하고 있으며 우리는 바로 그 지점을 향해 끊임없는 질문을 해나가야 할 것 이다.
조창현(Changhyun Cho),양기훈(Gi-Hun Yang),최동은(Dong-Eun Choi),강성철(Sungchul Kang) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.11
This paper proposes a 2-dofs manipulator with gravity compensators which can be utilized at the shoulder joint of a service or humanoid robot. The gravity compensator comprises two 1-dof gravity compensators and a bevel differential. The proposed gravity compensator can be operated in the hemispherical work space as in the shoulder joint of a most service or humanoid robot. It is revealed from analyses of energy that the proposed gravity compensator can perform static balancing completely. Experiments showed that the 2-dofs manipulator can be effectively operated with small motors.
김상형(Sanghyung Kim),조창현(Changhyun Cho) 대한기계학회 2020 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2020 No.8
최근 로봇 산업분야에서, 심부름을 위해 서비스 로봇이 활발이 연구되고 있다. 로봇 소프트웨어 개발 시, ROS가 활발히 사용되고 있으며 다양한 소프트웨어 패키지 활용이 가능하다. 여기에서, ROS는 오픈소스 middleware로써 각 프로그램모듈 간의 통신을 제어한다. ROS에서 대표적으로 지원하는 패키지로는 Navigation, MoveIt! 그리고 Gazebo 등이 있다. 이번 연구는 ROS의 MoveIt!을 이용하여 모바일 매니퓰레이터에 대한 mobile-manipulation을 구현하며, 논홀로노믹 모바일 로봇에 6 자유도 매니퓰레이터가 결합된 모바일 매니퓰레이터를 사용한다. 해당 로봇에서 매니퓰레이터의 기존 관절구성에 가상 관절들을 추가하여, ROS의 MoveIt!에서 모션 플래닝 그룹으로 사용한다. MoveIt! C++ API를 작성하여 mobile-manipulation을 위한 모션 플래닝 데이터 정보를 얻는다. Fig. 1은 ROS의 Moveit!을 이용한 mobilemanipulation 수행 과정을 나타낸다. Fig. 1과 같이 MoveIt!에서 얻은 모션 플래닝 데이터는 모바일 매니퓰레이터의 매니퓰레이터와 모바일 베이스에 각각 구분하여 보낸다. 여기에서, 모바일 베이스는 ROS의 cmd_vel 메시지 형태로 MoveIt!에서 얻은 모션 플래닝 데이터에서 가상 관절들의 속도 데이터를 입력 받으며, 매니퓰레이터는 ROS의 control_msgs/FollowJointTrajectoryGoal 메시지 형태로 이외의 관절들에 대한 궤적 데이터를 입력 받는다. Gazebo는 ROS에서 지원하는 오픈소스 3차원 로봇 시뮬레이터로써, Gazebo를 사용하여 mobile-manipulation 모의실험을 실시하여 SW를 검증한다. [그림 본문 참조]