ZMP-based humanoid locomotion control and energy/power optimization research
연구 내용
휴머노이드의 보행 안정성과 민첩성을 ZMP 기반 제어와 강화학습으로 개선하고, 구동기 설계 및 전력 사용 분석을 통해 장시간 운용 성능을 확보하는 연구
휴머노이드의 보행 안정성을 확보하기 위해 ZMP 기반 자세 안정 제어를 중심으로 연구를 수행합니다. DDPG 강화학습을 활용해 보행 속도와 ZMP 유사도를 보상으로 최적화하고, 스윙 발 자세에 대한 교란 극복형 제어 알고리즘을 적용합니다. 또한 카빙 턴처럼 균형이 요구되는 동작에서 자세 안정성을 유지하기 위한 제어 구조를 검증합니다. 더불어 선형 액추에이터 구조 설계로 낮은 임피던스와 고전력 밀도를 확보하고, 토 조인트의 사변링크 메커니즘으로 관절 하중을 분산해 에너지 효율을 개선합니다. 구성요소별 전력 부하 측정과 배터리·전력 관리 전략을 결합하여 장시간 운용성을 뒷받침하는 차별성을 보유하고 있습니다.
관련 연구 성과
관련 논문
6편
관련 특허
0건
관련 프로젝트
1건
연구 흐름
초기에는 토 조인트가 적용된 보행 기구를 통해 관절 하중을 줄이고 ZMP 변화와 전류 특성으로 에너지 효율을 평가하는 방향으로 연구가 진행되었습니다. 이후 2023년에는 트레드밀 기반 테스트베드에서 DDPG 강화학습으로 보행 안정성과 보행 속도를 ZMP 보상으로 튜닝하는 연구로 확장되었습니다. 2024년에는 스윙 발 자세 제어에서 기준 ZMP 프리뷰 기반 교란 극복 알고리즘을 도입하여 안정성을 보강하는 흐름이 이어졌습니다. 2025년에는 배터리 사용 데이터로 구성요소별 전력 부하를 분석하고, 동작과 컴퓨팅 부하를 고려한 배터리·전력 관리 전략을 제시하는 방향으로 심화되었습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
A Study on Power Consumption of a Humanoid Welcome Robot Using Battery Usage Data
Carved Turn Control with Gate Vision Recognition of a Humanoid Robot for Giant Slalom Skiing on Ski Slopes
DDPG Reinforcement Learning Experiment for Improving the Stability of Bipedal Walking of Humanoid Robots
Design and Development of the Linear Actuator for Enhanced Agility in Humanoid Robot
The Study on the Energy Efficiency of the Bipedal-Walking Pattern of a Humanoid Robot Using Four-Bar-Linkage Toe Joints
Swing Foot Pose Control Disturbance Overcoming Algorithm Based on Reference ZMP Preview Controller for Improving Humanoid Walking Stability
관련 프로젝트
구분
제목
조선 및 건설 현장에서 Level 4의 자율 작업 수행이 가능한 지능형·경량형 이족보행 휴머노이드 로봇 개발