Over the past 50 years, biped robots have been studied by numerous researchers. Various hardware and software developments have been attempted, and recently, a biped robot with clear results is being developed. Nevertheless, many research teams are still trying to implement more efficient biped walking. This research team has developed a pneumatic-electric motor hybrid biped robot for a new approach while keeping pace with this trend. The developed robot is characterized by a human-like, lightweight design, and hybrid actuating, and these features can lead to efficient walking. In this paper, we propose an under-constrained algorithm and a pneumatic knee optimal control strategy for the efficient walking of the robot. The proposed algorithm is based on wholebody control and is designed to reflect the characteristics of each joint. Under-constrained biped walking is implemented by removing all the tasks related to the center of mass in the task generation stage, and simultaneously applying the model-based stepping strategy and the straight-leg task. The effectiveness and performance were verified through simulations and experiments applying the preceding algorithms and strategies.
지난 50여년간, 이족로봇은 수많은 연구자들에 의해 연구되어 왔다. 다양한 하드웨어와 소프트웨어의 개발이 시도되었고, 최근에 들어 분명한 성과를 보이는 이족로봇들이 개발되고 있다. 그럼에도 많은 연구팀들은 보다 효율적인 이족보행을 구현하기위해 여전히 노력하고 있다. 본 연구팀은 이러한 추세에 발 맞춤과 동시에, 새로운 접근을 위하여 공압-전기모터 하이브리드 구동 이족로봇을 개발한 바 있다. 개발된 로봇은 인간과 유사하고 가벼운 설계, 그리고 하이브리드 구동을 특징으로 하며, 이러한 특징들은 효율적인 보행으로 이어질 수 있다. 본 논문에서는 해당 로봇의 효율적인 보행을 위한 제약 조건이 낮은 알고리즘과 공압 무릎 최적제어 전략을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 전신제어를 기반으로 하며, 각 관절의 특성을 반영하기 적합하도록 설계되었다. 제약 조건이 낮은 이족 보행은 임무 생성 단에서 질량중심 관련 임무를 모두 제거하고, 모델기반 발 놓음 전략과 곧은 다리 임무를 동시에 적용함으로써 구현된다. 앞선 알고리즘과 전략들을 적용한 시뮬레이션과 실험을 통해 그 효과 및 성능을 검증했다.
