까치의 보행 제어 알고리즘

Abstract

새의 보행은 우리가 지구 상에서 볼 수 있는 주요한 이족 보행 중의 하나이다. 새의 이족 보행은 사람의 보행과는 다른 여러 특징들을 갖는다. 하지만 새의 이족 보행은 로봇공학에서도 컴퓨터그래픽스에서도 많은 관심을 받지 못해왔다. 본 논문에서는 까치의 보행에 대한 제어 알고리즘을 소개한다. 까치를 연구 주제로 삼은 것은 까치가 걷기, 달리기, 호핑(hopping) 및 헤드-바빙(head-bobbing)과 같은 다양한 보행 동작들을 보여주기 때문이다. 본 논문에서 제안하는 제어 알고리즘은 이러한 보행 동작들을 다룬다. 우리는 동일한 제어 모델에 기반을 둔 걷기, 달리기 및 호핑에 대한 컨트롤러들을 제안하고 또한 실제 까치의 행동으로부터 착안된 헤드-바빙을 위한 제어 기술 및 속도 제어 방법들을 제안한다. 자연스러운 모션을 생성하기 위해서 제어 알고리즘은 실제 까치의 운동학적 패턴(kinematic pattern)들과 다리 구조의 특징들에 기반하여 수동적 제어 메커니즘(passive control mechanism)들을 사용한다. 실험 결과에 의한 모션은 자연스럽고 넓은 보폭, 낮은 몸통 높이, 기울어진 몸통 자세 등과 같은 실제 까치의 일반적인 특징들을 포함한다. 결과 모션이 자연스럽다는 것을 검증하기 위해 운동학적 패턴들과 가시적인 특징들에 대해 우리는 시뮬레이션 된 모션과 실제 까치의 모션을 비교한다.