피지컬 AI로 배우는 4족 로봇 구조와 보행 제어

전체 목차

프롤로그와 이 책의 사용법, 시작하기를 거쳐 5개 PART·25개 CHAPTER로 이어집니다. 출간 전 목차이므로 일부 표현이 바뀔 수 있습니다.

시작 전

PART 1 · EXPERIENCE

네 다리 로봇의 첫 걸음

CHAPTER 01. 네 다리 로봇을 첫걸음부터 걷게 하기
1.1 QUAD-01 실습용 완성 로봇 불러오기
1.2 일어서기·전진·정지 실행하기
1.3 첫 걸음에서 몸통이 움직이는 모습 기록하기
CHAPTER 02. 일어서기·앉기·기지개 자세 세 가지
2.1 Stand·Sit·Stretch 동작 실행하기
2.2 자세별 몸통 높이와 안정성 보기
2.3 바퀴의 출력 비율 대신 관절 각도를 다루는 이유 보기
CHAPTER 03. 보폭과 속도를 처음 바꾸기
3.1 처음 보폭과 속도로 비교 기준 실행하기
3.2 한 번에 하나의 걸음 값만 바꾸기
3.3 이동 거리·자세 변화·실패 비교하기
CHAPTER 04. 전진·회전·정지 보행
4.1 전진·회전·정지 동작 실행하기
4.2 짧은 경로와 목표점 정하기
4.3 경로 편차와 정지 위치 기록하기
CHAPTER 05. 첫 보행 미션
5.1 출발·회전·도착 경로 실행하기
5.2 넘어짐·오차·복구 기록하기
5.3 다음에 확인할 보행 질문 적어 보기

PART 2 · UNDERSTAND

열두 관절이 한 걸음이 되는 구조

CHAPTER 06. 다리 하나는 어디까지 움직일 수 있을까 (3자유도)
6.1 3자유도 다리가 움직이는 범위 보기
6.2 관절 축과 움직임 방향 확인하기
6.3 실제 축을 확인한 뒤 이름 붙이기
CHAPTER 07. 네 다리 위치와 부품 연결표
7.1 앞왼쪽·앞오른쪽·뒤왼쪽·뒤오른쪽 다리 정하기
7.2 열두 ServoMotor의 부품 이름 확인하기
7.3 한 관절부터 연결 오류 찾기
CHAPTER 08. 같은 각도인데 다리가 다르게 움직이는 이유 (대칭·방향)
8.1 같은 각도에도 달라지는 실제 움직임 보기
8.2 왼쪽과 오른쪽 다리의 대칭 설정하기
8.3 반대로 움직이는 다리 고치기
CHAPTER 09. 서보에서 보행까지의 제어 단계
9.1 ServoMotor가 관절을 움직이는 과정 보기
9.2 관절이 다리 자세를 만드는 과정 보기
9.3 네 다리가 걸음 패턴을 만드는 과정 보기
CHAPTER 10. 네 다리가 같은 방향을 보게 하기 (좌표 기준)
10.1 X·Y·Z 축과 원점 확인하기
10.2 몸통 좌표와 다리별 좌표 나누기
10.3 발 위치를 같은 기준으로 읽기

PART 3 · CONTROL

발 위치를 바꾸어 자세 만들기

CHAPTER 11. 발 목표 위치 바꾸기
11.1 FOOT_X·FOOT_Y·FOOT_Z 값 찾기
11.2 한 축씩 바꾸어 발 움직이기
11.3 목표 발 위치와 실제 발 움직임 비교하기
CHAPTER 12. 로봇이 스스로 다리 각도를 계산하게 하기 (IK)
12.1 다리 길이와 관절 각도의 관계 보기
12.2 발 목표 위치를 관절 각도로 바꾸기
12.3 IK가 숨겨진 계산으로 끝나지 않게 추적하기
CHAPTER 13. 계산한 각도와 실제 다리 자세 비교
13.1 IK의 입력과 출력 확인하기
13.2 계산한 각도를 ServoMotor 명령으로 보내기
13.3 계산값과 실제 자세 비교하기
CHAPTER 14. 다리가 닿지 않는 곳을 미리 알아내기 (작업 범위·한계)
14.1 다리가 닿을 수 있는 목표 위치 찾기
14.2 범위 밖 목표 위치에서 일어나는 일 보기
14.3 IK 계산·한계 확인·명령 순서 지키기
CHAPTER 15. 네 다리와 몸통 자세 함께 바꾸기
15.1 네 발 목표 위치를 함께 정하기
15.2 몸통 높이와 다리 길이 연결하기
15.3 Roll·Pitch·Yaw 자세 만들기

PART 4 · EXPERIMENT

더 안정적인 걸음 찾기

CHAPTER 16. 높이가 달라지면 얼마나 안정적으로 설까
16.1 낮음·기준·높음 자세로 서 보기
16.2 관절 각도와 바닥 사이 높이 비교하기
16.3 가장 안정적인 자세 찾기
CHAPTER 17. 몸통 기울기와 회전 자세 비교
17.1 좌우 기울기(Roll) 바꾸기
17.2 앞뒤 기울기(Pitch) 바꾸기
17.3 회전 자세(Yaw)에서 발 위치 나누기
CHAPTER 18. 자세를 바꾸는 속도 비교
18.1 일어서기·앉기·기지개 자세 만들기
18.2 자세를 바꾸는 시간을 바꾸기
18.3 빠른 전환과 안전한 전환 비교하기
CHAPTER 19. 지지 다리와 움직이는 다리의 발 경로
19.1 바닥을 지지하는 다리와 움직이는 다리 구분하기
19.2 들기·옮기기·내리기 경로 만들기
19.3 발 들어 올리는 높이와 착지 결과 비교하기
CHAPTER 20. 보폭·속도·걸음 주기 비교
20.1 보폭만 바꾸어 보기
20.2 속도와 걸음 주기만 바꾸어 보기
20.3 이동 거리·기울기·넘어진 횟수 비교하기

PART 5 · PROJECT

4족 보행 미션

CHAPTER 21. 걸음 주기와 다리 순서 만들기
21.1 한 걸음에서 지지·움직임 순서 정하기
21.2 네 다리의 움직일 차례 정하기
21.3 실행 기록으로 네 다리 따라가기
CHAPTER 22. 앞으로 걷기와 뒤로 걷기
22.1 발 경로의 진행 방향 바꾸기
22.2 전진과 후진에 맞는 값 정하기
22.3 걷기 시작과 멈추기 연결하기
CHAPTER 23. 왼쪽과 오른쪽으로 돌기
23.1 좌우 보폭 차이 만들기
23.2 몸통 회전과 회전 반경 비교하기
23.3 직진 뒤 회전하는 동작 순서 만들기
CHAPTER 24. 넘어지는 로봇을 다시 걷게 하기 (오류·복구)
24.1 연결 위치·방향·각도 오류 찾기
24.2 IK·관절 한계·발 경로 오류 찾기
24.3 안전 정지·일어서기·다시 실행하기
CHAPTER 25. 4족 보행 최종 미션
25.1 일어서기·걷기·회전·걷기·정지 실행하기
25.2 반복 실행으로 걸음 완성률 기록하기
25.3 변경 전후 보행 개선 확인하기

에필로그

부록