(1) 기본자세, 전진, 후진

그동안 휴머노이드의 기본이론 및 그와 관련된 3차원 관절 좌표계에 대하여 알아보았다. 어렵지는 않지만, 조금 낮설기 때문에 어떤 수식, 계산적 이해보다는 3D입체적인 그림 및 도형적 이해와 같은 실제적인 부분의 휴머노이드에 좀더 쉽게 다가설 수 있을것이다. 지금부터는 많이 알려진 바이올로이드 휴머노이드 모델로 휴머노이드 보행 이론 실전으로 들어가보자.

아래의 휴머노이드 모터 개수는 18개이다. 보통 16개부터 20개까지 원하는 형태의 휴머노이드를 만들 수가 있다.

한 번 직접 세어 보자. 아래 그림과 같이 하반부 10개, 골반 2개, 상반신 6개 총 18개이다. 머리는 센서나 혹은 다른 어떤 형태든 상관없고, 만약 목을 움직이고 싶다면, 모터를 더 추가하여 구현하면 되겠다.

아래와 같은 형태의 휴머노이드는 거의 인간의 골격과 유사한 동작을 충분히 할수 있어서 보행, 댄스, 특별한 기능 등이 가능하다. 지난 시간 배웠던 구조적인 좌표를 생각하면서 움직임을 생각해보기 바란다.

아무튼 기본적으로 18개 모터를 기본으로 앞으로 배워 보도록 하자.

 

모터를 4개를 쓰던, 혹은 100개를 쓰든지, 보행에서 가장 중요한 점이 있다.

인간, 동물, 사물이 이동하거나 움직일 때 항상 눈에 보이지 않는 무게중심 때문에 모든 것이 가능한것이다.

어린 아기들이 걸어다니지 못하는 이유를 주위 사람들에게 물어보자! 아마 모든 사람들이 무게중심을 잡지 못해서라고 이야기할 것이다. 그렇다면 아래의 도형 중에 무게중심이 가장 안정적인 것은 어떤 것일까?

느낌으로도 삼각뿔이란 것을 맞출 것이다. 바로 무게중심이 안정적이기 때문이다. 그럼 안정적이라는 것은 어떤 것을 뜻하는 말인가? 태풍이 불어도 넘어지지 않는 사람은 무게중심이 안정적이라고 한다.

즉 어떤 외부힘에 의해 잘 넘어지지 않는 것을 안정적이라고도 한다.

그럼 가장 이동하기 힘든 것은 무엇일까? 이것 역시 삼각뿔이다.

즉 이동을 시켜야 하는 입장에서는 무게중심이 안정적인것이 가장 이동이 어렵다.

 
휴머노이드 보행에서 정지할 때는 넘어지지 않도록 무게중심이 안정적이면서도, 이동을 위해 무게중심을 불안정하게 만들면서 움직여야 하므로 참 쉽지 않는 작업이다. 사람이 움직이기 위해서 힘이 들어가는 이유가 무게중심을 이동하기 위해서임을 인지한다면, 이해가 쉬울 것이다. 다음 그림에서 시소 안에 구슬의 위치를 잘 보면 이동을 위해서는 무게중심이 이동되어야 한다는 것을 잊지 않을 것이다.

 


<로보링크 이현종 이사 www.robolink.co.kr>

ⓒ 위클리 홍콩(http://www.weeklyhk.com), 무단전재 및 재배포 금지