연구 목적 고양이와 같은 포유류의 척추 움직임을 모방하여 사족보행 로봇의 속도와 효율성을 향상시키는 것이 목표. 기존 사족보행 로봇은 다리 관절 중심 설계가 많았지만, 척추 관절을 추가하면 더 빠른 이동이 가능하다는 점에 착안. 로봇 설계 플랫폼 구조: 4개의 다리 → Double 4-bar linkage 방식 척추 → 단순화된 회전형(spinal) 관절 1개 척추 관절은 실제 고양이의 다중 관절 구조보다 단순하지만, 기본적인 굴곡/신전 동작을 구현. 학습 방법 **Q-learning (강화학습)**을 사용해 척추 관절의 최적 운동 프로파일을 탐색. 목표: Bounding gait(도약 보행)에서 Center of Mass(CoM) 전진 속도를 최대화. 주요 결과 척추 관절을 사용한 경우, CoM 전진 속도가 척추 없는 경우보다 더 빠름. 학습된 척추 운동은 실제 고양이의 척추 움직임(다중 관절, 복잡한 패턴)과는 다르지만, 사이누소이드(sinusoidal) 형태의 경향은 유사. 척추 움직임이 로봇의 보행 효율성 및 속도 향상에 기여함을 실험적으로 확인. 의의 척추 관절을 추가하고 강화학습으로 최적화하면, 사족보행 로봇의 민첩성과 속도를 크게 개선할 수 있음. 향후 다중 척추 관절 및 더 정교한 학습 기법 적용 시, 동물 수준의 고속 주행 가능성.

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연구 목적 고양이의 척추 움직임이 질량 중심(CoM)과 가속 성능에 미치는 영향을 분석. 목표는 사족보행 로봇 설계에 적용할 수 있는 생체역학적 데이터 제공. 연구 방법 실험 대상: 가속 성능이 뛰어난 집고양이(Felis catus). 데이터 수집: 평면 모션 캡처 시스템을 이용해 갤로핑(galloping) 동작 측정. 모델링: 고양이의 동적 움직임을 스프링-질량 시스템으로 근사. 분석 변수: 질량 중심(CoM)의 위치와 각도 척추의 각변위(angular displacement) 척추의 각속도(angular velocity) 주요 발견 척추의 굴곡/신전 운동은 CoM의 피벗 효과를 강화하여 가속 성능을 향상시킴. 척추 각속도가 클수록 지면 반작용력(GRF) 방향이 전진 쪽으로 기울어져 추진력 증가. 척추 움직임과 CoM 위치 변화는 갤로핑 시 에너지 효율과 속도 향상에 핵심적 역할. 의의 고양이의 척추 운동은 단순한 다리 움직임 이상으로 속도와 민첩성 향상에 기여. 이 분석 결과는 사족보행 로봇의 척추 설계 및 제어 알고리즘 개발에 활용 가능.

Korea Patent Application : 10-2134724