Inverse dynamics 설명( Wikipedia 210719)

Inverse dynamics는 inverse problem이다.

inverse rigid body dynamics인 경우도 있고, inverse structural dynamics인 경우도 있다.

inverse rigid-body dynamics는 body kinematics (motion)과 body's inertial properties(질량과 moment of inertia - 관성 모멘트) 기반으로 forces, moments of force(torque)를 계산하는 것이다. 

사람의 관절과 로봇 관절을 표현하기 위해 link-segment model을 이용하여 interconnected segment의 행동을 분석한다. inverse dynamics는 여러 파트의 knematics가 주어졌을 때 각 움직임의 minimum forces and moment를 계산한다. 

--> inverse dynamics는 특정 가정하에 외부 힘(ex. ground reaction forces 지면반발력)과 관절 움직임을 측정한 것으로부터 internal moments and forces를 계산하는 것이다. 

 

# Applications

robotics와 biomechanics에서 많이 이용한다.

Robotics에서는 현재 task의 robots' end-point move에서 필요한 힘(torque)를 계산할 때 쓴다. 

로봇이 특정 움직임을 취하려면 각 motor가 알맞은 electric current를 적정 시각에 공급받아야한다.

따라서 motor가 어떻게 움직이는 것을 알면 robot arm motion도 예측해낼 수 있고, 그걸 forward dynamics problem이라고 한다.

처음 Bayo가 접근한 방법은 링크 하나짜리 로봇에 frequency-domain method (주파수 영역방식)를 적용하는 것이었는데, 이건 non-causal exact solution이다. 그 이유는 right-half plane zeros in the hub-torque-to-tip transfer function 때문이라는데.. 이걸 nonlinear multi-flexible-link에 적용시키는 것이 중요하다. control group과 같이 passive joint control로 하면 굉장히 안정적인 tip-tracking control을 구사할 수 있게된다.