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보고서 상세정보

네트워크 기반 휴머노이드 기술 개발
Development of Network-based Humanoid Technologies

  • 사업명

    IT전략기술개발(기금)

  • 과제명

    네트워크 기반 휴머노이드 기술개발

  • 주관연구기관

    한국과학기술연구원
    Korea Institute Of Science and Technology

  • 연구책임자

    유범재

  • 참여연구자

    노경식   하인용   장경석   정낙영   권인소   이칠우   박귀태   정명진   최익   임홍재   박종우   ...  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2006-02

  • 과제시작년도

    2005

  • 주관부처

    정보통신부

  • 사업 관리 기관

    정보통신연구진흥원
    Institute for Information Technology Advancement

  • 등록번호

    TRKO201000015476

  • 과제고유번호

    1440001301

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    Humanoids take much attention since most people hope to develop an intelligent robot mimicking human beings. There have been deve...

    Humanoids take much attention since most people hope to develop an intelligent robot mimicking human beings. There have been developed several humanoids such as ASIMO from Honda Co. Ltd. Japan, Johnnie from TUM Germany, HRP from AIST Japan, QRIO from Sony Co. Ltd. Japan, HOAP from Fujitsu Co. Ltd. Japan, COG from MIT USA, HUBO from KAIST Korea, and etc. Most humanoids have embedded controllers for motion control and perception inside of their body. So, it is very difficult to enhance perception functions and service contents and more computers are necessary to install and upgrade functions and perception capability inside of robots.
    Network-based Humanoid’, that is, a humanoid controlled and endowed with its perception capability and intelligence by an external computer system connected with wireless network, is developed. The network-based humanoid is composed of humanoid test-bed, an internal control system and an external computer system. The internal distributed control system is responsible for motion control of the humanoid following commands from the external computer system and for real-time data transmission of image data, voice data, and sensor data for motion control by wireless network to the external computer system. The external computer system, a network-based distributed control system, processes the transmitted data, decides the final action command for the humanoid, and transmits the action command to the internal control system. Two sets of network-based humanoids, whose names are ‘MAHRU’ and ‘AHRA’, and small-size network-based humanoid 'RX' are developed successfully. For 'MAHRU' and 'AHRA', their whole DOF is 35 while their height and weight are 150 cm and 67 Kg, respectively. They are equipped with sensors including a stereo camera system, a microphone, force/torque sensors, a three-dimensional pose sensor. The humanoids can walk using two legs with the maximum speed of 0.9 Km/h. It is noted that the humanoids can recognize faces, gestures of human beings in real-time, three-dimensional objects, and 100 voice in words by the external computer system. And, the humanoids interact with human beings via a stereo camera, a microphone, and force/torque sensors.
    In view of technology details, technologies for human modeling and regeneration, internet-based dynamic simulator, network-based whole body control, network-based elementary service and system integration, network-based distributed control system, whole body coordination module by using network-based modular joints, and humanoid test-beds have been developed successfully.


    연구개발의 목적 및 중요성
    걸어와서 사람을 인지하고 서비스를 제공하는 네트워크 기반 휴머노이드 개발 / 주인을 알아보고 다가와 악수하는 네트워크 기반 휴머노이드 기술 및 물체를 알아보고 조작하여 영접서비스 하는 네트워크 기반 ...

    연구개발의 목적 및 중요성
    걸어와서 사람을 인지하고 서비스를 제공하는 네트워크 기반 휴머노이드 개발 / 주인을 알아보고 다가와 악수하는 네트워크 기반 휴머노이드 기술 및 물체를 알아보고 조작하여 영접서비스 하는 네트워크 기반 휴머노이드 기술 개발
    연구개발의 내용 및 범위
    - 네트워크 기반 가상 휴머노이드 개발사람의 유연한 동작과 동적 특성을 분석하고 모델링 하기위한 휴먼 모델링 기술과, 서비스를 제공하기 위한 휴머노이드의 동작을 미리 분석하여 휴머노이드에 직접 적용하기 전에 서비스의 신뢰도를 개선할 수 있는 인터넷 기반의 Interactive Dynamic Simulator를 포함하는 가상 휴머노이드 시스템의 개발
    - 네트워크 기반 요소 서비스 및 시스템 통합 기술 개발 유무선 네트워크 상에 존재하는 Ubiquitous Intelligence를 활용한 요소 서비스 기술 및 실시간 제어를 위한 유무선 네트워크 기반 통합제어 시스템 기술 개발
    - 네트워크 기반 전신제어 기술 개발 휴머노이드에 운동성과 운동의 안정성을 부여하기 위해 다양한 보행 패턴과 환경 정보를 D/B화 하고 이를 네트워크를 통해 제공함으로써 안정성을 향상시킨 센서 기반 동적 보행기술 개발
    - 네트워크 기반 휴머노이드를 위한 통합 제어시스템 개발 유무선 통신망, 실시간 고속 통신망 및 RTOS 기반의 통합제어 시스템, 분산제어 기술, 실시간 동작 제어 및 신호처리 기술 개발
    - 네트워크 기반 조인트를 이용한 전신공조 모듈 개발 네트워크 기반으로 전신공조 모듈을 일반 개발자들이 활용할 수 있도록 객체지향적인 라이브러리를 포함하는 Open Architecture 형식으로 개발


  • 목차(Contents) 

    1. 최종 연구개발결과보고서 ...1
    2. 제출문 ...3
    3. 요약문 ...4
    4. SUMMARY ...7
    5. CONTENTS ...9
    6. 목차 ...12
    7. 제1장 서론 ...14
    8. 제1절 연구 배경...14
    9. 제2절 연구 동향...15
    10. 제2장 네트워크 기반...
    1. 최종 연구개발결과보고서 ...1
    2. 제출문 ...3
    3. 요약문 ...4
    4. SUMMARY ...7
    5. CONTENTS ...9
    6. 목차 ...12
    7. 제1장 서론 ...14
    8. 제1절 연구 배경...14
    9. 제2절 연구 동향...15
    10. 제2장 네트워크 기반 휴머노이드 개발 개요 ...20
    11. 제3장 네트워크 기반 가상 휴머노이드 기술 ...25
    12. 제1절 휴먼모델링 및 서비스를 위한 모션 DB ...25
    13. 제2절 동작 기본요소 기반 동작생성 ...46
    14. 제3절 인터넷 기반 동력학 시뮬레이터 ...86
    15. 제4절 동적 보행 제어 ...103
    16. 제5절 접촉 및 충돌을 고려한 다물체 시스템 해석 ...171
    17. 제4장 네트워크 기반 요소 서비스 및 시스템 통합 기술 ...181
    18. 제1절 자율 네비게이션 서비스 기술 ...181
    19. 1. 실시간 장애물 감지 및 회피 ...181
    20. 2. 시각 기반 환경지도 작성 및 자기위치 추정 ...205
    21. 3. 옴니 카메라 기반 자기위치 추정 ...232
    22. 제2절 의사소통 서비스 기술 ...246
    23. 1. 시각 기반 주의 집중 서비스 ...246
    24. 2. 실시간 제스처 인식 서비스 ...271
    25. 3. 실시간 연속 제스처 인식 서비스 ...320
    26. 4. 음원 인식 서비스 ...323
    27. 5. 인간-로봇 상호작용 프레임워크 ...330
    28. 제3절 대인협력 서비스 기술 ...349
    29. 1. 삼차원 물체 인식 ...349
    30. 2. 실시간 시각 기반 서보잉 ...379
    31. 3.힘/토크 센서 기반 동작 (악수를 중심으로) ...391
    32. 제4절 서비스 및 시스템 통합 기술 ...394
    33. 1. 지능형 제어구조 ...394
    34. 2. 네트워크 기반 통합제어 서버 및 네트워크 시스템 ...398
    35. 제5장 네트워크 기반 전신제어 기술 ...477
    36. 제1절 네트워크 기반 자율 보행 프레임워크 ...477
    37. 제2절 네트워크 기반 자율 보행 걸음새 ...478
    38. 제3절 네트워크 기반 자율 보행제어 ...486
    39. 제4절 네트워크 기반 전신 제어 ...493
    40. 제5절 NOSC 기반 보행 제어 ...504
    41. 제6장 네트워크 기반 통합제어 시스템 ...505
    42. 제1절 CAE 기반 테스트베드 설계 및 제작 ...505
    43. 제2절 고속 실시간 통신망 기반 동작 제어기 ...562
    44. 제3절 네트워크 기반 원격 동작 모니터링 ...598
    45. 제4절 인간 공존형 외관 디자인 및 제작 ...603
    46. 제5절 네트워크 기반 BLDC 모터 구동기 ...612
    47. 제7장 네트워크 기반 조인트를 활용한 전신공조 모듈 ...656
    48. 제1절 하드웨어 설계 및 제작 ...656
    49. 제2절 모듈형 조인트 기반 분산형 제어기 ...660
    50. 제3절 전신공조 모듈의 동적 제어 ...664
    51. 제4절 인간 공존형 외관 디자인 및 제작 ...667
    52. 제8장 결론 ...673
    53. 부록 A. ...679
  • 참고문헌

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