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계층적 모듈라 신경망을 이용한 이동로봇 지능제어기
The Intelligent Control System for Biped Robot Using Hierarchical Mixture of Experts

최우경   (중앙대학교 전자전기공학부UU0001197  ); 하상형   (중앙대학교 전자전기공학부UU0001197  ); 김성주   (중앙대학교 전자전기공학부UU0001197  ); 김용택   (중앙대학교 전자전기공학부UU0001197  ); 전홍태   (중앙대학교 전자전기공학부UU0001197  );
  • 초록

    본 논문에서는 지능재어기법을 이용하여 이족로봇 제어기를 설계한다. 이족로봇 제어기는 복잡성을 해결하기 위해 4개 소 그룹으로 모듈화 하고, 이 모듈들은 신경망을 이용한 계층적 모듈라 신경망 (Hierarchical Mixture of Experts; HME) 기법을 도입한다. 그리고 신경망은 직접제어기법으로 이족로봇의 역 동력학을 학습한다. HME는 나무구조의 네트워크로 입출력 집합을 학습하여 출력공간에 대한 입력공간을 재분할하는 능력을 가지고 있다. EM 알고리즘을 이용한 HME는 반복적 학습을 통하여 이족로봇의 동력학을 모델링하며 HME 의 가상오차를 생성하여 이족로봇보행시 안전한 보행을 수행할 수 있는 이족로봇의 제어기를 설계한다.


    This paper proposes the controller for biped robot using intelligent control algorithm. In order to simplify the complexity of biped robot control, manipulator of biped robot is divided into four modules. These modules are controlled by intelligent algorithm with Hierarchical Mixture of Experts(HME) using neural network. Also neural network having direct control method learns the inverse dynamics of biped robot. The HME, which is a network of tree structure, reallocates the input domain for the output by learning pattern of input and output. In this paper, as a result of learning HME repeatedly with EM algorithm, the controller for biped robot operating safety walking is designed by modelling dynamics of biped robot and generating virtual error of HME.


  • 주제어

    Biped Robot .   Intelligent Control .   Hierarchical Mixture of Experts .   Dynamics.  

  • 참고문헌 (7)

    1. M Vukobratovie and A. A. Frank, 'Legged locomotion studies,' Advances in External Control of Human Etremities, M. H. Gavirilovic and A. B. Wilson Jr., eds. Belgrade: Yugoslav Committee for Electronics and Automation, pp. 407-430, 1969 
    2. Pratt, J., Torres, A., Dilworth, P. & Pratt, G., 'Virtual Actuator Control,' IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems, 1996 
    3. R. A. Jacobs, M. I. Jordan, s. J. Nowlan, and G. E. Hinton, 'Adaptive Mixtures of Local Experts,' Neural Computation, Vol. 6., pp. 181-214, 1994 
    4. Craig, J. J., 'Introduction to Robotics: Mechanics and Control,' addison-Wesley, 1988 
    5. Michael I. Jordan., and R.A. Jacobs, 'Hierarchies of Adaptive experts,' In Advanced in Neural Information Processing System 4 (J.E. Moody, S.J. Hanson and R.P. Lippmann, eds) San Mateo, CA: Morgan Kaufmann, pp.985-992. 1992 
    6. Michael I. Jordan and Robert A. Jacobs, 'Hierarchical Mixtures of Experts and the EM Algorithm,' Neural Computation, Vol. 6, No.1, pp. 181-214, 1994 
    7. Simon Haykin, Neural Networks - A Comprehensive Foundation, Macmillian College Publishing Company Inc., 1994 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (3)

    1. Kim, Byoung-Ho 2007. "Neural Learning-Based Inverse Kinematics of a Robotic Finger" 퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems, 17(7): 862~868     
    2. Choi, In-Chan ; Lee, Hong-Gi ; Jeon, Hong-Tae 2010. "A Study on Intelligent Navigation System using Soft-computing" 한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems, 20(6): 799~805     
    3. Cha, Kyeong-Sook ; Jun, Won-Hee ; Hong, Sung-Sil 2014. "Problem Solving Ability and Social Anxiety in Nursing Students" 한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, 14(7): 324~333     

 저자의 다른 논문

  • 최우경 (14)

    1. 2003 "최적 EN를 사용한 MNN에 의한 Mobile Robot제어" 퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems 13 (2): 186~191    
    2. 2004 "감정평가에 기반한 환경과 행동패턴 학습을 위한 궤환 모듈라 네트워크" 퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems 14 (1): 9~14    
    3. 2004 "인간 친화적인 가정용 지능형 서비스 로봇 구현" 퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems 14 (6): 720~725    
    4. 2004 "지능형 변속 시스템을 위한 변속선도 보정기법" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. CI, 컴퓨터 41 (6): 55~60    
    5. 2004 "위치 기반 서비스에서 사생활 침해 문제 해결을 위한 사용자 위치 추적 방법" 퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems 14 (7): 865~870    
    6. 2004 "ART와 퍼지를 이용한 메모리 관리 모델" 퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems 14 (7): 920~926    
    7. 2005 "소프트 컴퓨팅에 의한 지능형 자동변속 시스템" 퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems 15 (1): 30~35    
    8. 2005 "입체효과 최적화를 위한 사용자 보조 소프트컴퓨팅 기법" 퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems 15 (1): 69~74    
    9. 2006 "인간친화적인 안내 로봇 연구" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SC, 시스템 및 제어 43 (6): 9~15    
    10. 2006 "소프트 컴퓨팅에 의한 지능형 주행 판단 시스템" 퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems 16 (5): 544~549    
  • Ha, Sang-Hyung (3)

  • 김성주 (23)

  • 김용택 (8)

  • 전홍태 (73)

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