Humanoid Robot Footstep Planner with Fuzzy-Based Multi-Criteria Decision Making
퍼지 기반 다기준 의사 결정을 이용한 휴머노이드 로봇 걸음새 계획기

Ki-Baek Lee
2015 Journal of The Korean Society of Manufacturing Technology Engineers  
Article history: This paper proposes a novel fuzzy-based multi-criteria decision making method and implements a footstep planner for humanoid robots with it. Humanoid robots require additional footstep planning process in addition to path planning for the autonomous navigation. Moreover, it is necessary to consider safety and energy consumption as well as path efficiency and multi-criteria decision making is indispensable. The proposed method can provide not only well-distributed and
more » ... uted and non-dominated, but also more preferable solutions for users. The planned footsteps by the proposed method were verified through simulation. The results indicate that the user's preference is properly reflected in optimized solutions maintaining solution quality. (Ki-Baek Lee). 일종의 단일 기준 문제로 단순화하였다는 것이다. 주어진 경로를 따라가는 데 필요한 시퀀스의 개수를 기준으로 하도록 문제를 정의 했다. 즉, 가장 적은 개수의 걸음새로 경로를 따라갈 수 있는 시퀀 스를 구하고자 했고 결과적으로 이를 풀어냈다. 하지만 휴머노이 드 로봇의 걸음새 계획은 실제로는 단일 기준 문제가 아니라 다기 준 문제이다. 왜냐하면 주어진 경로를 따라갈 때는 그 효율성뿐 아니라, 안정성, 에너지소모와 같은 요소들도 고려해야하기 때문 이다. 다시 말해서, 휴머노이드 로봇 걸음새 계획을 제대로 수행하 기 위해서는 다기준 의사 결정(MCDM: multi-criteria decision making)이 필요하다. 1.3 연구 방향 앞서 설명한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는, 퍼지 이론을 기반으로 한 다기준 의사 결정 기법을 제안하고 이를 이용한 휴머 노이드 로봇의 걸음새 계획기를 설계하고자 한다. 제안하는 다기준 의사 결정 기법은 퍼지 척도(fuzzy measure)와 퍼지 적분(fuzzy integral)을 다목적 최적화(multi-objective optimization) 과정과 연계하여 사용자의 선호도를 반영한 다기준 의사 결정이 가능하도 록 한다 [12] . 결과적으로 사용자의 선호도를 가장 잘 반영하면서 여 러 가지 기준을 동시에 만족하는 우수한 걸음새 시퀀스를 찾는 걸 음새 계획기를 설계하는 것이 가능하다. 제안하는 다기준 의사 결정 기법의 우수성을 보이기 위해서 본 논문에서는 잘 알려진 성능 검증 문제인 DTLZ 문제를 반복해서 풀어낸 후 그 결과를 통계적으로 분석한다 [13] . 또한 걸음새 계획기 가 효과적으로 설계되었는지 검증하기 위해 하나의 복잡한 테스트 경로에 대한 걸음새 시퀀스 결과물을 MATLAB 시뮬레이션으로 보인다.
doi:10.7735/ksmte.2015.24.4.441 fatcat:w3l7zrdaqjglfkowawqley2ltq