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생체모방형 물고기 로봇 '익투스'의 동적 해석을 위한 DOE를 이용한 입력파라미터 최적화
Optimization of Input Parameters by Using DOE for Dynamic Analysis of Bio-inspired Robotic Fish 'Ichthus'

정창현    (과학기술연합대학원대학교 지능형로봇공학과   ); 이상효    (과학기술연합대학원대학교 지능형로봇공학과   ); 김경식    (한국생산기술연구원   ); 차유성    (한국생산기술연구원   ); 류영선    (한국생산기술연구원/UST 지능형로봇공학과  );
  • 초록

    Recently, there is a rising interest on studying bio-inspired robotic fish because of real fish's great maneuverability and high energy efficiency. However, the researches about the robotic fish have not been done so much and there are still lots of problems to use them in the real environment such as in the river. This paper describes a bio-inspired robotic fish 'Ichthus' which is developed in KITECH and has 3 DOF propulsive mechanism. We develop the dynamic motion equation of 'Ichthus' in the underwater environment and analyze response characteristics of 'Ichthus' according to the input parameters of tail fin's amplitude and oscillation frequency. Then we propose control parameters at the various velocities. These parameters are useful to increase energy efficiency and it can be used when the fish robot moves in the real environment, for example, we can propose proper amplitude and oscillation frequency when the fish robot passes through the narrow space between obstacles.


  • 주제어

    Ichthus .   robotic fish .   dynamic analysis .   propulsion .   propulsive .   DOE.  

  • 참고문헌 (9)

    1. K. Hirata, T. Takimoto, and K. Tamura, “Study on turning performance of a fish robot,” Proc. 1st Int. Symp. Aqua Bio-Mech., pp. 287-287, 2000. 
    2. 조강진, 박해원, 김석우, 양현석, 박영필, “물고기의 추진을 모방한 로봇의 개발,” 대한기계학회, 40-45, 2007 
    3. 김용환, “바다의 왕자 로봇 물고기,” 과학동아 2005년 8월호, pp. 54-59, 2005. 
    4. 류영선, “물고기형 수중로봇의 유영메커니즘 및 알고리즘 개발(1),” 로봇공학회, pp. 43-48, 2009. 
    5. 정창현, 이상효, 김경식, 차유성, 류영선, “물고기를 모방한 수중로봇의 옆 지느러미 메카니즘 설계,” 2009 한국자동제어학술회의, pp. 582-585, Sep. 2009. 
    6. C.-H. Chung, S.-H. Lee, K.-S. Kim, Y.-S. Cha, and Y.-S. Ryuh, “A study on dynamic analysis and propulsive algorithm of 3 DOF fish robot ‘Ichthus’,” Proc. of ICROS Annual Conference 2010, Chuncheon, Korea, pp. 189-190, May 2010. 
    7. M. Nakashima, N. Ohgishi, and K. Ono, “A study on the propulsive mechanism of a double jointed fish robot utilizing self-excitation control,” JSME International Journal, Series C, vol. 46, no. 3, pp. 982-990, 2003. 
    8. G. B. Chung, B.-J. Yi, and D. J. Lim, “An efficient dynamic modeling methodology for general type of hybrid robotic systems,” Proc. of the 2004 IEEE International Conference on Robotics & Automation, New Orleans, USA, pp. 1795-1802, April 2004. 
    9. 이승훈, “Minitab을 이용한 공학통계 자료분석,” 이레테크, 2008. 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (5)

    1. Lee, Soo-Yong 2011. "Perturbation/Correlation based Optimization" 제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, 17(9): 875~881     
    2. Kim, Daehyun ; Lee, Jihong 2012. "Optimal Swimming Motion for Underwater Robot, Crabster" 로봇학회논문지 = The journal of Korea Robotics Society, 7(4): 284~291     
    3. Lee, Soo-Yong 2012. "Use of Optical Flow Information with three Cameras for Robot Navigation" 제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, 18(2): 110~117     
    4. Kim, Seung-Won ; Koh, Je-Sung ; Cho, Maeng-Hyo ; Cho, Kyu-Jin 2012. "Soft Morphing Motion of Flytrap Robot Using Bending Propagating Actuation" 제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, 18(3): 168~174     
    5. Lee, Dong-Hyuk ; Kim, Hyun-Woo ; Lee, Jang-Myung 2012. "Obstacle Recognition and Avoidance of the Bio-mimetic Underwater Robot using IR and Compass Senso" 제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, 18(10): 928~933     

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