사족 보행 로봇 제어: 신체 평면 운동 제어, 다리 임피던스 제어 및 베지에 곡선을 이용한 접근법

로봇 공학에서 사족 보행 로봇이 산업, 광산, 재난 환경에서 작업을 수행하는 능력은 이미 입증된 바 있습니다. 로봇의 안전한 작업 수행을 위해서는 발 위치의 세심한 계획과 정밀한 다리 제어가 매우 중요합니다. 기존의 사족 보행 로봇의 동작 계획 및 제어 방법은 일반적으로 로봇 자체와 주변 환경의 복잡한 모델에 의존합니다. 이러한 모델을 구축하는 것은 비선형적인 특성 때문에 어렵고 상당한 계산 자원을 필요로 합니다. 그러나 로봇의 부동 베이스 운동학 모델에 초점을 맞춘 더 단순화된 접근법이 존재합니다. 이 간소화된 방법은 구현이 용이하며 간단한 하드웨어 구성에도 적응 가능합니다. 또한, 임피던스 제어를 다리 움직임에 통합하는 것은 특히 불규칙한 지형을 이동할 때 유리합니다. 본 논문에서는 각 다리에 임피던스 제어를 사용하는 사족 보행 로봇의 새로운 접근법을 제시합니다. 신체 제어를 위한 평면 운동학 모델 내에서 다리 속도로부터 도출된 참조 궤적 생성에 6차 베지에 곡선을 활용합니다. 이 방식은 로봇을 미리 정의된 경로를 따라 효과적으로 안내합니다. 제안된 제어 전략은 로봇 운영 체제(ROS)를 통해 구현되었으며, Go1 로봇을 이용한 시뮬레이션과 실험을 통해 검증되었습니다. 테스트 결과는 제어 전략의 효과를 입증하며, 로봇이 참조 궤적을 추종하면서 안정적인 보행 및 속보 보행 자세를 보여줍니다.