I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E )   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9 ,   p p .   2 0 3 ~ 2 1 4   I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8 ,   D O I :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 9 i 1 . p p 2 0 3 - 2 1 4             2 0 3       J o u r n a l   h o m e p a g e :   h t t p : / / i a e s c o r e . c o m / j o u r n a l s / i n d e x . p h p / I J E C E   I m p l e m e n t a t i o n   a n d   d e s i g n   o f   n e w   l o w - c o s t   f o o t   p r e s s u r e   s e n s o r   m o d u l e   u s i n g   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   i n   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t       R .   D i m a s   P r i s t o v a n i 1 ,   D e w a n t o .   S a n g g a r 2 ,   P r a m a d i h a n t o .   D a d e t 3   1 D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   P o l i t e k n i k   E l e k t r o n i k a   N e g e r i   S u r a b a y a ,   I n d o n e s i a   2 D e p a r t m e n t   o f   M e c h a t r o n i c s   E n g i n e e r i n g ,   P o l i t e k n i k   E l e k t r o n i k a   N e g e r i   S u r a b a y a ,   I n d o n e s i a   3 D e p a r t m e n t   o f   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g ,   P o l i t e k n i k   E l e k t r o n i k a   N e g e r i   S u r a b a y a ,   I n d o n e s i a       A r t i c l e   I n f o     A B S T R A C T     A r t i c l e   h i s t o r y :   R e c e i v e d   M a y   4 ,   2 0 1 8   R e v i s e d   A u g   8 ,   2 0 1 8   A c c e p t e d   A u g   2 3 ,   2 0 1 8       B a s i c a l l y ,   h u m a n   c a n   s e n s e   t h e   a c t i v e   b o d y   f o r c e   t r o u g h   t h e   s o l e s   o f   t h e i r   f e e t   a n d   c a n   f e e l   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   z e r o   m o m e n t   p o i n t   ( Z M P )   b a s e d   o n   t h e   c e n t e r   o f   p r e s s u r e   ( C o P )   f r o m   a c t i v e   b o d y   f o r c e .   T h i s   b e h a v i o r   i s   a d a p t e d   b y   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   u s i n g   u n i q u e   s e n s o r   w h i c h   i s   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r .   P i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   h a s   a   c h a r a c t e r i s t i c   w h i c h   i s   n o n - c o n t i n u o u s   r e a d i n g   ( r e c o r d   a   d a t a   o n l y   a   m o m e n t ) .   B e c a u s e   o f   i t ,   t h i s   s e n s o r   c a n n o t   b e   u s e d   t o   s t r e a m   d a t a   s u c h   a s   f l e x   s e n s o r ,   l o a d c e l l   s e n s o r ,   a n d   t o r q u e   s e n s o r   l i k e   p r e v i o u s   r e s e a r c h .   T h e r e f o r e ,   t h e   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   s t i l l   c a n   b e   u s e d   t o   m e a s u r e   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P .   T h e   i d e a   i s   u s i n g   t h i s   s e n s o r   i n   a   s p e c i a l   c o n d i t i o n   w h i c h   i s   d u r i n g   l a n d i n g   c o n d i t i o n .   B y   u t i l i z i n g   6   u n i t   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   w i t h   a   c e r t a i n   p l a c e m e n t ,   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   ( X - Y - a x i s )   a n d   p r e s s u r e   v a l u e   i n   Z - a x i s   f r o m   a c t i o n   b o d y   f o r c e   c a n   b e   f o u n d .   T h e   f o r c e   r e s u l t a n t   m e t h o d   i s   u s e d   t o   f i n d   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   f r o m   e a c h   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r .   B a s e d   o n   t h o s e   f i n a l   c o n c l u s i o n s   i n   e a c h   e x p e r i m e n t ,   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   f o o t   p r e s s u r e   s e n s o r   m o d u l   u s i n g   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   h a s   a   g o o d   r e s u l t   ( 9 4 % )   a s   s h o w n   i n   f i n a l   c o n c l u s i o n s   i n   e a c h   e x p e r i m e n t .   T h e   a d v a n t a g e s   o f   t h i s   n e w   f o o t   p r e s s u r e   s e n s o r   m o d u l   i s   l o w - c o s t   d e s i g n   a n d   s i m i l a r   r e s u l t   w i t h   a n o t h e r   s e n s o r .   T h e   d i s a d v a n t a g e s   o f   t h i s   s e n s o r   a r e   b e c a u s e   o f   t h e   m a i n   c h a r a c t e r i s t i c   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   ( n o n - c o n t i n u o u s   r e a d )   s o m e t i m e s   t h e   c a l c u l a t i o n   h a s   o u t l a y e r   d a t a .   K e y w o r d s :   C e n t e r   o f   p r e s s u r e   F o r c e   r e s u l t a n t   H u m a n o i d   r o b o t   L a n d i n g   d e t e c t i o n   P i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   R o b o t i c s   Z e r o   m o m e n t   p o i n t   C o p y r i g h t   ©   2 0 1 9   I n s t i t u t e   o f   A d v a n c e d   E n g i n e e r i n g   a n d   S c i e n c e .     A l l   r i g h t s   r e s e r v e d .   C o r r e s p o n d i n g   A u t h o r :   R .   D i m a s   P r i s t o v a n i ,     D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   E E P I S   R o b o t i c s   R e s e a r c h   C e n t e r   ( E R 2 C ) - P o l i t e k n i k   E l e k t r o n i k a   N e g e r i   S u r a b a y a   ( P E N S ) ,   S t .   R a y a   I T S ,   K e p u t i h ,   S u k o l i l o ,   S u r a b a y a ,   6 0 1 1 1 ,   I n d o n e s i a .   E m a i l :   d i m a s p r i s t o v a n i r @ p a s c a . s t u d e n t . p e n s . a c . i d ;   d i m a s p e n s @ g m a i l . c o m       1 .   I N T R O D U C T I O N     G e n e r a l l y   h u m a n   b e h a v i o r   w a s   a d a p t e d   i n   m a n y   s y s t e m s   w h i c h   h a s   s p e c i a l   r e q u i r e m e n t   i n   e a c h   p a r t   s u c h   a s   m e c h a n i c a l   d e s i g n   ( b o d y   d e s i g n ,   k i n e m a t i c s ,   d y n a m i c s ,   o r   m e c h a n i c   c h a r a c t e r i s t i c )   a n d   c o n t r o l   d e s i g n   ( P I D   c o n t r o l ,   f u z z y   c o n t r o l ,   o r   n e u r a l   n e t w o r k ) .   I n   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   s y s t e m   h a s   s e v e r a l   s p e c i a l   r e q u i r e m e n t s .   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   i s   h u m a n o i d   r o b o t   f r o m   E E P I S   R o b o t i c s   R e s e a r c h   C e n t e r   ( E R 2 C )   L a b o r a t o r y .   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   h a s   2 8   D e g r e e   o f   F r e e d o m   ( D o F )   v e r s i o n   a n d   t e e n   s i z e   o f   m e c h a n i c a l   b o d y .   I n   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t ,   t h e r e   i s   o n e   b e h a v i o r   w h i c h   w i l l   a d a p t e d   b y   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   a n d   w i l l   d i s c u s s   i n   t h i s   p a p e r   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 .   T h i s   b e h a v i o r   i s   s e n s e   t h e   a c t i v e   b o d y   f o r c e   t r o u g h   t h e   s o l e s   o f   t h e i r   f e e t .   I n   h u m a n o i d   r o b o t ,   t h e   b e h a v i o r   t o   s e n s e   t h e   a c t i v e   b o d y   f o r c e   t r o u g h   t h e   s o l e s   o f   t h e   f e e t   a r e   s a m e   a s   w i t h   d i r e c t l y   m e a s u r i n g   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z e r o   M o m e n t   P o i n t   ( Z M P )   b a s e d   o n   C e n t e r   o f   P r e s s u r e   ( C o P )   [ 1 3 ] .   I n   p r e v i o u s   r e s e a r c h ,   t h e r e   a r e   s e v e r a l   s e n s o r s   w h i c h   n o r m a l l y   u s e d   i n   h u m a n o i d   r o b o t   s u c h   a s   F o r c e   S e n s i n g   R e s i s t a n t   ( F S R )   s e n s o r   [ 4 ,   5 ] ,   L o a d C e l l   s e n s o r   [ 6 ] ,   a n d   F / T   s e n s o r   a n d   s e v e r a l   m e t h o d s   t o   o b t a i n   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     2 0 3   -   2 1 4   2 0 4 p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   t h e   s e n s o r   u s a g e   s u c h   a s   f u z z y   a n d   c l u s t e r i n g   ( A I )   [ 7 1 3 ] .   B a s e d   o n   p r e v i o u s   r e s e a r c h   b e f o r e ,   t h i s   p a p e r   w i l l   d i s c u s s   a b o u t   h o w   t o   m e a s u r e   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   u s i n g   a   u n i q u e   s e n s o r   w h i c h   i s   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r .           ( a )       ( b )     F i g u r e   1 .   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   ( a )   S e r i a l   m e c h a n i s m   v e r s i o n   ( 2 0   D o F )   ( b )   P a r a l l e l   m e c h a n i s m   v e r s i o n   ( 2 8   D o F )       P i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   i s   v e r y   u n i q u e   s e n s o r   w h i c h   h a s   a   c h a r a c t e r i s t i c   n o n - c o n t i n u o u s   r e a d i n g   ( r e c o r d   a   d a t a   o n l y   a   m o m e n t )   w h e n   r e c e i v e   a   s i n g l e   c o n t i n u o u s   p r e s s u r e   ( n o n - p o l a r i z a t i o n   p r o c e s s )   [ 1 4 3 1 ] .   B e c a u s e   o f   i t ,   t h i s   s e n s o r   c a n n o t   b e   u s e d   t o   s t r e a m   d a t a   s u c h   a s   f l e x   s e n s o r ,   l o a d c e l l   s e n s o r ,   a n d   t o r q u e   s e n s o r   l i k e   p r e v i o u s   r e s e a r c h   [ 7 1 3 ] .   T h e r e f o r e ,   t h e   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   s t i l l   c a n   b e   u s e d   t o   m e a s u r e   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P .   T h e   i d e a   i s   u s i n g   t h i s   s e n s o r   i n   a   s p e c i a l   c o n d i t i o n   w h i c h   i s   d u r i n g   l a n d i n g   c o n d i t i o n .   B y   u t i l i z i n g   6   u n i t   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   w i t h   a   c e r t a i n   p l a c e m e n t ,   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   ( X - Y - a x i s )   a n d   p r e s s u r e   v a l u e   i n   Z - a x i s   f r o m   a c t i o n   b o d y   f o r c e   c a n   b e   f o u n d .   T h e   f o r c e   r e s u l t a n t   m e t h o d   i s   u s e d   t o   f i n d   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   f r o m   e a c h   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r .   B e c a u s e   t h e   s e n s o r   p l a c e m e n t   i s   f i x e d ,   t h e   f o r c e   r e s u l t a n t   m e t h o d   c a n   b e   u s e d   t o   f i n d   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   ( X - Y - a x i s )   a n d   p r e s s u r e   v a l u e   i n   Z - a x i s .       2 .   R E S E A R C H   M E T H O D     T h e   r e s e a r c h   m e t h o d   i s   d e s c r i b i n g   a b o u t   w h y   a n d   h o w   t h e   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   i s   u s e d   t o   g a i n   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P .   R e s e a r c h   m e t h o d   h a s   s e v e r a l   s u b - s e c t i o n s   w h i c h   i s   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   c h a r a c t e r i s t i c ,   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   u s a g e ,   r e s u l t a n t   f o r c e   m e t h o d ,   d e s i g n   o f   f o o t   s e n s o r   m o d u l e ,   a n d   h a r d w a r e   o v e r v i e w .     2 . 1 .     P i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   c h a r a c t e r i s t i c   P i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   h a s   d i f f e r e n t   c h a r a c t e r i s t i c   w i t h   a n o t h e r   p r e s s u r e   s e n s o r   a s   m e n t i o n e d   b e f o r e .   T h i s   s e c t i o n   w i l l   e x p l a i n   a b o u t   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   c h a r a c t e r i s t i c .   P i e z o e l e c t r i c   i s   a   m a t e r i a l   w h i c h   t r a n s f o r m   t h e   e n e r g y   f r o m   m e c h a n i c a l   d o m a i n   i n t o   e l e c t r i c a l   d o m a i n   o r   e l e c t r i c a l   d o m a i n   i n t o   m e c h a n i c a l   d o m a i n .   T h i s   t r a n s f o r m a t i o n   p r o c e s s   i s   c a l l e d   p i e z o e l e c t r i c   e f f e c t .   P i e z o e l e c t r i c   e f f e c t   h a s   2   c o n d i t i o n s   b a s e d   o n   t r a n s f o r m   d o m a i n .   T h e   e x a m p l e   o f   p i e z o e l e c t r i c   e f f e c t   i s   w h e n   p i e z o e l e c t r i c   m a t e r i a l   i s   a p p l i e d   w i t h   e l e c t r i c i t y   ( e l e c t r i c a l   d o m a i n ) ,   t h e   p i e z o e l e c t r i c   m a t e r i a l   w i l l   v i b r a t e   ( m e c h a n i c a l   d o m a i n )   a n d   c a u s i n g   a   s o u n d .   A n o t h e r   e x a m p l e   i s   w h e n   p i e z o e l e c t r i c   m a t e r i a l   i s   a p p l i e d   w i t h   p r e s s u r e ,   t o u c h ,   o r   v i b r a t i o n   ( m e c h a n i c a l   d o m a i n ) ,   t h e   p i e z o e l e c t r i c   m a t e r i a l   w i l l   g e n e r a t e   a n   e l e c t r i c i t y   ( e l e c t r i c a l   d o m a i n )   w i t h   d y n a m i c   r a n g e   b a s e d   o n   t h e   f r e q u e n c y   a n d   h o w   s t r o n g   t h e   a p p l i e d   p r e s s u r e ,   t o u c h ,   o r   v i b r a t i o n .   P i e z o e l e c t r i c   e f f e c t   w h i c h   h a s   r e l a t i o n   w i t h   t h i s   d i s c u s s i o n   i s   w h e n   p i e z o e l e c t r i c   m a t e r i a l   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2   i s   t r a n s f o r m   t h e   m e c h a n i c a l   d o m a i n   i n t o   e l e c t r i c a l   d o m a i n .   T h e   m e c h a n i c a l   d o m a i n   i n   t h i s   d i s c u s s i o n   i s   p r e s s u r e   f o r c e   i n   t h e   s o l e s   o f   t h e   f e e t   c a u s e d   b y   a c t i v e   b o d y   f o r c e   a n d   t h e   e l e c t r i c a l   d o m a i n   i s   e l e c t r i c i t y   w h i c h   g e n e r a t e d   b y   p i e z o e l e c t r i c   m a t e r i a l   b a s e d   o n   t h e   a p p l i e d   p r e s s u r e   f o r c e   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       I m p l e m e n t a t i o n   a n d   d e s i g n   o f   n e w   l o w - c o s t   f o o t   p r e s s u r e   s e n s o r   m o d u l e   u s i n g     ( R .   D i m a s   P r i s t o v a n )   2 0 5     F i g u r e   2 .   P i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   w h i c h   u s e d   i n   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t           F i g u r e   3 .   P i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   d i s c   r e c e i v e s   p r e s s u r e   f o r c e       T h e   r e l a t i o n   b e t w e e n   p r e s s u r e s   f o r c e s   w i t h   g e n e r a t e d   e l e c t r i c i t y   i n   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   i s   s h o w n   i n   ( 1 )   s h o w n   b a s e d   o n   F i g u r e   3 .     , =     ,   ( 1 )     W h e r e :   = 3 3 = 1 3 5     1 0      = 3 3 × 0 = 8 0 0 × 8 . 8 5 4   1 0  = 7 0 8 3 . 2     1 0    = = 3 . 1 4   × 0 . 9 = 2 . 5 4 3 4     = 0 . 2 = 0 . 0 2     W h e r e   ,   i s   a p p l i e d   p r e s s u r e   f o r c e .     i s   t h i c k n e s s   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r .   ,   ,   a n d     i s   w i d e   a r e a   o f   p i e z o e l e c t r i c   e l e c t r o d e ,   m a t e r i a l ,   a n d   m e t a l .     a n d     i s   p i e z o e l e c t r i c   c o n s t a n t   ( b a s e d   o n   m a t e r i a l ) .   ,   i s   g e n e r a t e d   v o l t a g e   c a u s e d   b y   a p p l i e d   p r e s s u r e   f o r c e     2 . 2 .     P i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   u s a g e   B a s e d   o n   t h e   c h a r a c t e r i s t i c   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r ,   t h i s   s e c t i o n   w i l l   e x p l a i n   a b o u t   h o w   t o   u s e   t h i s   s e n s o r   t o   o b t a i n   t h e   p r e s s u r e   d a t a .   W h e n   p i e z o e l e c t r i c   m a t e r i a l   i s   u s e d   t o   t r a n s f o r m   t h e   d a t a   f r o m   m e c h a n i c a l   d o m a i n   ( p r e s s u r e )   i n t o   e l e c t r i c a l   d o m a i n   ( e l e c t r i c i t y ) ,   t h e   p r e s s u r e   f o r c e   m u s t   h a v e   a   n o n - c o n t i n u o u s   p r e s s u r e   ( p o l a r i z a t i o n   p r o c e s s / s e v e r a l   p r e s s u r e   i n   a   t i m e   d o m a i n )   t o   g e n e r a t e   a   c o n t i n u o u s   e l e c t r i c i t y   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4 .   I f   t h e   p r e s s u r e   f o r c e   i s   c o n t i n u o u s   p r e s s u r e   ( n o n - p o l a r i z a t i o n   p r o c e s s / s i n g l e   c o n t i n u o u s   p r e s s u r e ) ,   t h e   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   h a s   a   s i n g l e   d a t a   r e a d i n g   w i t h   d y n a m i c s   p i c k   b a s e d   o n   t h e   h o w   b i g   a p p l i e d   p r e s s u r e   f o r c e   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   5 .           F i g u r e   4 .   C o m p a r i s o n   b e t w e e n   n o n - c o n t i n u o u s   p r e s s u r e   ( p o l a r i z a t i o n   p r o c e s s / s e v e r a l   p r e s s u r e   i n   a   t i m e )   w i t h   g e n e r a t e d   e l e c t r i c i t y   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     2 0 3   -   2 1 4   2 0 6     F i g u r e   5 .   C o m p a r i s o n   b e t w e e n   c o n t i n u o u s   p r e s s u r e s   ( n o n - p o l a r i z a t i o n   p r o c e s s / s i n g l e   c o n t i n u o u s   p r e s s u r e )   w i t h   g e n e r a t e d   e l e c t r i c i t y   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r       B e c a u s e   o f   i t ,   t h e   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   h a s   o p p o s i t e   u s a g e   a n d   o p p o s i t e   c h a r a c t e r i s t i c   f r o m   a n o t h e r   p r e s s u r e   s e n s o r   s u c h   a s   F S R ,   L o a d C e l l ,   a n d   F / T   s e n s o r .   T h e r e f o r e ,   t h e   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   s t i l l   c a n   b e   u s e d   t o   o b t a i n   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   a s   r e s u l t   o f   t h i s   d i s c u s s i o n .   T h e   i d e a   t o   a c h i e v e   t h i s   r e s u l t   i s ,   t h e   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   i s   u s e d   i n   a   s p e c i a l   c o n d i t i o n   a s   s e e n   i n   F i g u r e   5 .   T h e   s p e c i a l   c o n d i t i o n   i s   d u r i n g   l a n d i n g   c o n d i t i o n   ( w h e n   f e e t   o f   l e g s   i s   t o u c h i n g   t h e   g r o u n d / b a s e ) .   A s   s e e n   i n   F i g u r e   5 ,   t h e   s p e c i a l   c o n d i t i o n   h a s   u n e q u a l   d a t a   w i t h   h i g h e s t   a n d   l o w e s t   p e a k .   T h e   d a t a   m u s t   b e   r e c o n d i t i o n e d   t o   o b t a i n   t h e   a v e r a g e   d a t a   ( 2 ) .   T h e   ( 3 )   i s   u s e d   t o   o b t a i n   t h e   r e a l   a p p l i e d   p r e s s u r e   f o r c e   ( , )   f r o m   a v e r a g e   d a t a   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   ( , , ) .     , , = , , , , , ,   ( 2 )     , =     , ,   ( 3 )     W h e r e   , ,   i s   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   a v e r a g e   o u t p u t .   , ,   a n d   , ,   i s   u p p e r   a n d   l o w e r   l i m i t .   ,   i s   t h e   d i f f e r e n c e   b e t w e e n   u p p e r   a n d   l o w e r   l i m i t .   ,   i s   r e a l   a p p l i e d   p r e s s u r e   f o r c e   f r o m   a v e r a g e   d a t a   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   ( , , ) . T h e   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   i s   p l a c e d   i n   t h e   s o l e s   o f   t h e   f e e t .   T o   o b t a i n   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P ,   a t   l e a s t   n e e d s   3   u n i t   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   [ 1 9 ] .   I n   t h i s   d i s c u s s i o n ,   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   w i l l   u t i l i z e   6   u n i t   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   w i t h   a   c e r t a i n   p l a c e m e n t   ( f i x   p l a c e m e n t ) .   T h e   d a t a   f r o m   t h e s e   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r s   ( , )   i s   c o m b i n e d   a n d   p r o c e s s e d   b y   u s i n g   r e s u l t a n t   f o r c e   m e t h o d   t o   o b t a i n   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   ( X - Y - a x i s )   a n d   p r e s s u r e   v a l u e   i n   Z - a x i s   f r o m   a c t i o n   b o d y   f o r c e   c a n   b e   f o u n d .     2 . 3 .   R e s u l t a n t   f o r c e   m e t h o d   ( n o n - p a r a l l e l )   S o m e t i m e s ,   a   f o r c e   u s u a l l y   h a s   a   c e r t a i n   a n g l e   ( , )   f r o m   n o r m a l   a x i s   ( X - Y - a x i s ) .   T h e   r e s u l t a n t   f o r c e   i s   h o w   t o   t r a n s f o r m   t h i s   k i n d   o f   f o r c e   i n t o   f o r c e   v e c t o r   ( X - Y - a x i s ) .   T h e   r e s u l t a n t   f o r c e   m e t h o d   h a s   2   k i n d s   o f   c a l c u l a t i o n   b a s e d   o n   t h e   f o r c e   a n g l e   w h i c h   c a n   b e   s e e n   i n   F i g u r e   6   a n d   F i g u r e   7 .           F i g u r e   6 .   R e s u l t a n t   f o r c e   c a l c u l a t i o n   w i t h   u n c e r t a i n   f o r c e   a n g l e       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       I m p l e m e n t a t i o n   a n d   d e s i g n   o f   n e w   l o w - c o s t   f o o t   p r e s s u r e   s e n s o r   m o d u l e   u s i n g     ( R .   D i m a s   P r i s t o v a n )   2 0 7 F i g u r e   6   i s   e x p l a i n i n g   a b o u t   t h e   s c a l a r   f o r c e   ( , )   w i t h   u n c e r t a i n   a n g l e ( , ) .   T h i s   k i n d   o f   s c a l a r   f o r c e   h a s   s e v e r a l   f o r c e   v e c t o r s   b a s e d   o n   s c a l a r   f o r c e   v a l u e   ( , )     a n d   t h e   f o r c e   a n g l e ( , ) .   B e c a u s e   o f   i t ,   t h e   f o r c e   v e c t o r   ( , , ( , ) )   o f   t h i s   m o d e l   i s   n o t   l i n e a r   ( 4 ) .     , =   ,   ( 4 )           F i g u r e   7 .   R e s u l t a n t   f o r c e   c a l c u l a t i o n   w i t h   c e r t a i n   f o r c e   a n g l e       F i g u r e   7   i s   e x p l a i n i n g   a b o u t   t h e   s c a l a r   f o r c e   ( , )   w i t h   c e r t a i n   a n g l e   ( , ) .   T h i s   k i n d   o f   s c a l a r   f o r c e   h a s   f o r c e   v e c t o r s   o n l y   b a s e d   o n   s c a l a r   f o r c e   v a l u e ( , ) .   B e c a u s e   o f   i t ,   t h e   f o r c e   v e c t o r   ( , , ( , ) )   o f   t h i s   m o d e l   i s   l i n e a r   w i t h   s c a l a r   f o r c e   v a l u e   E q u a t i o n   ( 5 ) .     , =     ( 5 )     T o   t r a n s f o r m   t h e   s c a l a r   f o r c e ( , )   i n t o   f o r c e   v e c t o r   ( , , ( , ) )   i s   u s e d   ( 6 ) .   T h e   e q u a t i o n   c a n   b e   u s e d   t o   c a l c u l a t e   b o t h   o f   r e s u l t a n t   f o r c e   m o d e l s   a b o v e .   T h e   r e s u l t a n t   f o r c e   c a l c u l a t i o n   w i t h   c e r t a i n   f o r c e   a n g l e   m o d e l   i s   u s e d   i n   t h i s   d i s c u s s i o n   b e c a u s e   i t   h a s   a   f i x   p o s i t i o n   ( f i x   f o r c e   a n g l e ) .     ,   = , c o s  , s i n  ,   ( 6 )     2 . 4 .   D e s i g n   o f   f o o t   s e n s o r   m o d u l e   A s   m e n t i o n e d   b e f o r e ,   t h e   r e s u l t a n t   f o r c e   m e t h o d   i s   u s e d   t o   c a l c u l a t e   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P   f r o m   6   u n i t   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r .   E a c h   s e n s o r   h a s   f i x e d   p l a c e m e n t   i n   t h e   s o l e s   o f   t h e   r o b o t   f e e t   a s   s e e n   i n   F i g u r e   8 .             F i g u r e   8 .   P i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   p l a c e m e n t   i n   t h e   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   f e e t   ( A )   T o p   v i e w   o f   d e s i g n   ( B )   B o t t o m   v i e w   o f   T - F L o W   f e e t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     2 0 3   -   2 1 4   2 0 8 P i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   w i l l   m e a s u r e   t h e   v e r t i c a l   p r e s s u r e   f o r c e   w h i c h   h a p p e n   i n   t h e   f e e t   o f   r o b o t .   T o   g e n e r a t e   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   a n d   p r e s s u r e   v a l u e   i n   Z - a x i s ,   e a c h   s e n s o r   i s   c a l c u l a t e d   b y   u s i n g   N e w t o n s   L a w   w i t h   f o r c e   r e s u l t a n t   e q u a t i o n   w h i c h   e x p l a i n e d   i n   ( 7 )   o r   i n   ( 8 ~ 1 3 ) .     ,   = , , s i n  , c o s  , , ,   ( 7 )     W h e r e   ,     i s   r e s u l t a n t   f o r c e   v e c t o r   ( X - Y - Z - a x i s )   i n   a   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r .   ,   i s   f o r c e   v a l u e   w h i c h   a p p l i e d   i n   a   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r .   ,   i s   c e r t a i n   a n g l e   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   p o i n t   t o   t h e   o r i g i n   p o i n t   o f   t h e   r o b o t   f e e t .     i s   t h e   n u m b e r   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   i n   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t .   T o   o b t a i n   t h e   f o r c e   r e s u l t a n t   i n   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   1   ( , ) :     ,   = , ,  ,  , , ,   ( 8 )     T o   o b t a i n   t h e   f o r c e   r e s u l t a n t   i n   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   2   ( , ) :     , = , ,  ,  , , ,   ( 9 )     T o   o b t a i n   t h e   f o r c e   r e s u l t a n t   i n   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   3   ( , ) :     ,   = , ,  ,  , , ,   ( 1 0 )     T o   o b t a i n   t h e   f o r c e   r e s u l t a n t   i n   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   4   ( , ) :     ,   = , ,  ,  , , ,   ( 1 1 )     T o   o b t a i n   t h e   f o r c e   r e s u l t a n t   i n   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   5   ( , ) :     ,   = , ,  ,  , , ,   ( 1 2 )     T o   o b t a i n   t h e   f o r c e   r e s u l t a n t   i n   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   6   ( , ) :     ,   = , ,  ,  , , ,   ( 1 3 )     B a s e d   o n   t h e   c a l c u l a t i o n   o f   f o r c e   r e s u l t a n t   i n   e a c h   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   p o i n t ,   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   ( , ( , , ) )   b a s e d   o n   C o P   w i l l   b e   o b t a i n e d   b y   u s i n g   ( 1 4 - 1 6 ) :     , = ,   ( ) +   ,   ( ) + ,   ( ) ,   (  ) + ,   (  ) + ,   (  )   ( 1 4 )     , = ,   ( ) +   ,   ( ) + ,   ( ) ,   (  ) +   ,   (  ) + ,   (  )   ( 1 5 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       I m p l e m e n t a t i o n   a n d   d e s i g n   o f   n e w   l o w - c o s t   f o o t   p r e s s u r e   s e n s o r   m o d u l e   u s i n g     ( R .   D i m a s   P r i s t o v a n )   2 0 9 , = , , 6   ( 1 6 )     W h e r e   ,   ,   , ,   , ,   , ,   , ,   a n d   ,   i s   r e s u l t a n t   f o r c e   v e c t o r   ( X - Y - Z - a x i s )   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   i n   e a c h   p o i n t   o f   f e e t .   , , ,   , , ,   , , ,   , , ,   , , ,   a n d   , ,   i s   p r e s s u r e   f o r c e   v a l u e   w h i c h   a p p l i e d   i n   e a c h   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r .   , ,   , ,   , ,   , ,   , ,   a n d   ,   i s   c e r t a i n   a n g l e   i n   e a c h   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   p o i n t   t o   t h e   o r i g i n   p o i n t   o f   r o b o t   f e e t .   , ,   , ,   ,   i s   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P .     2 . 5 .   H a r d w a r e   f r a m e w o r k   o f   f o o t   s e n s o r   m o d u l e   T h e   h a r d w a r e   f r a m e w o r k   o f   f o o t   p r e s s u r e   s e n s o r   m o d u l e   i s   s h o w s   i n   F i g u r e   9 .   W h e r e   t h e   o u t p u t   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   ( , , )   a s   i n p u t   f o r   t h e   S L A V E   b l o c k .   T h e   S L A V E   b l o c k   i s   a   h a r d w a r e   w i t h   i n t e g r a t e d   m i c r o - p r o c e s s o r   s u c h   a s   A V R   o r   A R M .   T h e   d a t a   f r o m   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   ( , , )   i s   p r o c e s s e d   b y   u s i n g   r e s u l t a n t   f o r c e   m e t h o d   t o   o b t a i n i n g   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   ( , ( , , ) )   a n d   s e n d   i t   t h r o u g h   s e r i a l   c o m m u n i c a t i o n   ( U A R T )   t o   t h e   M A S T E R   b l o c k .   M A S T E R   b l o c k   i s   a   h a r d w a r e   w i t h   h i g h   s p e e d   c l o c k   s u c h   a s   m i n i - P C   o r   l a p t o p .           F i g u r e   9 .   H a r d w a r e   f r a m e w o r k   a n d   c o m u n i c a t i o n   p r o c e s s       3 .   R E S U L T S   A N D   A N A L Y S I S     T h i s   s e c t i o n   i s   e x p l a i n i n g   a n   i m p l e m e n t a t i o n   r e s u l t s   o f   f o o t   s e n s o r   m o d u l   u s i n g   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r .   S e v e r a l   e x p e r i m e n t s   s u c h   a s   w a l k   i n   p l a c e ,   w a l k   i n   p l a c e   w i t h   f o r w a r d   f o r c e   d i s t u r b a n c e ,   a n d   w a l k   i n   p l a c e   w i t h   r i g h t   s i d e   f o r c e   d i s t u r b a n c e   w a s   i m p l e m e n t e d   i n t o   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t .   I n   t h e   e x p l a n a t i o n   i n   s u b - s e c t i o n ,   t h e   a n a l y s i s   i s   f o c u s e d   i n t o   t h e   m a i n   i s s u e   o f   d i s t u r b a n c e .   D u r i n g   w a l k   i n   p l a c e   e x p e r i m e n t ,   t h e   a n a l y s i s   i s   f o c u s e d   i n   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P   c a l c u l a t i o n   i n   t h e   X - a x i s .   I t   i s   b e c a u s e   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P   i n   Y - a x i s   i s   u n d o m i n a n t .   D u r i n g   w a l k   i n   p l a c e   w i t h   f o r w a r d   f o r c e   d i s t u r b a n c e   e x p e r i m e n t ,   t h e   a n a l y s i s   i s   f o c u s e d   i n   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P   c a l c u l a t i o n   i n   t h e   X - a x i s   s i m i l a r   w i t h   w a l k   i n p l a c e   e x p e r i m e n t .   D u r i n g   w a l k   i n   p l a c e   w i t h   r i g h t   s i d e   f o r c e   d i s t u r b a n c e   e x p e r i m e n t ,   t h e   a n a l y s i s   i s   f o c u s e d   i n   t h e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P   c a l c u l a t i o n   i n   t h e   Y - a x i s   b e c a u s e   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P   i n   Y - a x i s   i s   d o m i n a n t .   T h o s e   e x p e r i m e n t s   w e r e   d o i n g   w i t h   s a m e   w a l k i n g   l o c o m o t i o n   p a r a m e t e r s   a n d   i n   t h e   f l a t   f l o o r   ( f l a t   b a s e ) .     3 . 1 .     W a l k   i n   p l a c e   T h i s   s u b - s e c t i o n   i s   e x p l a i n i n g   a n   i m p l e m e n t a t i o n   r e s u l t   o f   f o o t   s e n s o r   m o d u l   u s i n g   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   d u r i n g   w a l k i n g   l o c o m o t i o n   ( w a l k   i n   p l a c e ) .   T h e   i m p l e m e n t a t i o n   p r o c e s s   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 0   a n d   t h e   r e s u l t   o f   f o o t   s e n s o r   m o d u l e   c a l c u l a t i o n   ( p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P )   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 1 .   F i g u r e   1 0   i s   s h o w s   t h e   w a l k i n g   l o c o m o t i o n   p r o c e s s   i n   t h e   n o r m a l   c o n d i t i o n   ( w i t h o u t   d i s t u r b a n c e ) .   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   n e e d s   1 . 5   s e c o n d   t o   d o i n g   1   f u l l   s t e p   o f   w a l k .   F r o m   F i g u r e   1 1 ,   t h e   c a l c u l a t i o n   o f   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P   h a s   m a x i m u m   a n d   m i n i m u m   v a l u e   ( r a n g e )   a t   1 6   m m   u n t i l   - 2 2   m m .   T h e   a v e r a g e   v a l u e   i n   p o s i t i v e   a r e a   ( f o r w a r d   d i r e c t i o n   i n   X - a x i s )   h a s   v a l u e   a t   0 . 8   m m   a n d   t h e   a v e r a g e   v a l u e   i n   n e g a t i v e   a r e a   ( b a c k w a r d   d i r e c t i o n   i n   X - a x i s )   h a s   v a l u e   a t   - 1 . 1   m m .   F r o m   t h i s   d a t a ,   t h e   f i n a l   c o n c l u s i o n   o f   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   d u r i n g   w a l k   i n   p l a c e   h a s   d o m i n a n t   c h a r a c t e r i s t i c   w a l k   i n   p l a c e   w i t h   b a c k w a r d   d i r e c t i o n   ( w i t h   c o m p a r i s o n   a b o u t   - 0 . 3   m m ) .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     2 0 3   -   2 1 4   2 1 0     F i g u r e   1 0 .   I m p l e m e n t a t i o n   p r o c e s s   o f   f o o t   s e n s o r   m o d u l e   u s i n g   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   d u r i n g   w a l k i n g   l o c o m o t i o n   ( w a l k   i n   p l a c e )           F i g u r e   1 1 .   P o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P   c a l c u l a t i o n   d u r i n g   w a l k   i n   p l a c e   ( w i t h o u t   d i s t u r b a n c e )       3 . 2 .     W a l k   i n   p l a c e   w i t h   f o r w a r d   f o r c e   d i s t u r b a n c e   T h i s   s u b - s e c t i o n   i s   e x p l a i n i n g   a n   i m p l e m e n t a t i o n   r e s u l t   o f   f o o t   s e n s o r   m o d u l   u s i n g   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   d u r i n g   w a l k i n g   l o c o m o t i o n   ( w a l k   i n   p l a c e   w i t h   f o r w a r d   f o r c e   d i s t u r b a n c e ) .   T h e   i m p l e m e n t a t i o n   p r o c e s s   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 2   a n d   t h e   r e s u l t   o f   f o o t   s e n s o r   m o d u l e   c a l c u l a t i o n   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 3 .           F i g u r e   1 2 .   I m p l e m e n t a t i o n   p r o c e s s   o f   f o o t   s e n s o r   m o d u l e   u s i n g   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   d u r i n g   w a l k i n g   l o c o m o t i o n   ( w a l k   i n   p l a c e   w i t h   f o r w a r d   f o r c e   d i s t u r b a n c e )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       I m p l e m e n t a t i o n   a n d   d e s i g n   o f   n e w   l o w - c o s t   f o o t   p r e s s u r e   s e n s o r   m o d u l e   u s i n g     ( R .   D i m a s   P r i s t o v a n )   2 1 1     F i g u r e   1 3 .   P o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P   c a l c u l a t i o n   d u r i n g   w a l k   i n   p l a c e   w i t h   f o r w a r d   f o r c e   d i s t u r b a n c e       F i g u r e   1 2   i s   s h o w s   t h e   w a l k i n g   l o c o m o t i o n   p r o c e s s   w i t h   f o r w a r d   f o r c e   d i s t u r b a n c e   ( w i t h   d i s t u r b a n c e ) .   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   n e e d s   1 . 5   s e c o n d   t o   d o i n g   1   f u l l   s t e p   o f   w a l k   s a m e   w i t h   p r e v i o u s   e x p e r i m e n t .   F r o m   F i g u r e   1 3 ,   t h e   d i s t u r b a n c e   i s   a p p l i e d   d u r i n g   2 7 5   ~   9 6 0   o f   t i m e   p e r i o d e .   T h e   c a l c u l a t i o n   o f   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P   h a s   m a x i m u m   a n d   m i n i m u m   v a l u e   ( r a n g e )   a t   1 0 8   m m   u n t i l   - 2   m m .   T h e   a v e r a g e   v a l u e   i n   p o s i t i v e   a r e a   ( f o r w a r d   d i r e c t i o n   i n   X - a x i s )   h a s   v a l u e   a t   8 6   m m   a n d   t h e   a v e r a g e   v a l u e   i n   n e g a t i v e   a r e a   ( b a c k w a r d   d i r e c t i o n   i n   X - a x i s )   h a s   v a l u e   a t   - 0 . 0 4   m m .   F r o m   t h i s   d a t a ,   t h e   f i n a l   c o n c l u s i o n   o f     T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   d u r i n g   w a l k   i n   p l a c e   h a s   d o m i n a n t   c h a r a c t e r i s t i c   w a l k   i n   p l a c e   w i t h   f o r w a r d   d i r e c t i o n   ( w i t h   c o m p a r i s o n   a b o u t   8 5 . 9 6   m m ) .     3 . 3 .     W a l k   i n   p l a c e   w i t h   r i g h t   s i d e   f o r c e   d i s t u r b a n c e   T h i s   s u b - s e c t i o n   i s   e x p l a i n i n g   a n   i m p l e m e n t a t i o n   r e s u l t   o f   f o o t   s e n s o r   m o d u l   u s i n g   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   d u r i n g   w a l k i n g   l o c o m o t i o n   ( w a l k   i n   p l a c e   w i t h   r i g h t   s i d e   f o r c e   d i s t u r b a n c e ) .   T h e   i m p l e m e n t a t i o n   p r o c e s s   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 4   a n d   t h e   r e s u l t   o f   f o o t   s e n s o r   m o d u l e   c a l c u l a t i o n   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 5 .           F i g u r e   1 4 .   I m p l e m e n t a t i o n   p r o c e s s   o f   f o o t   s e n s o r   m o d u l e   u s i n g   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   d u r i n g   w a l k i n g   l o c o m o t i o n   ( w a l k   i n   p l a c e   w i t h   r i g h t   s i d e   f o r c e   d i s t u r b a n c e )       F i g u r e   1 4   i s   s h o w s   t h e   w a l k i n g   l o c o m o t i o n   p r o c e s s   w i t h   r i g h t   s i d e   f o r c e   d i s t u r b a n c e   ( w i t h   d i s t u r b a n c e ) .   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   n e e d s   1 . 5   s e c o n d   t o   d o i n g   1   f u l l   s t e p   o f   w a l k   s a m e   w i t h   p r e v i o u s   e x p e r i m e n t .   F r o m   F i g u r e   1 5 ,   t h e   d i s t u r b a n c e   i s   a p p l i e d   d u r i n g   2 5 0 ~ 1 1 8 0   o f   t i m e   p e r i o d e .   T h e   c a l c u l a t i o n   o f   p o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P   h a s   m a x i m u m   a n d   m i n i m u m   v a l u e   ( r a n g e )   a t   2 8   m m   u n t i l   - 7 2   m m .   T h e   a v e r a g e   v a l u e   i n   p o s i t i v e   a r e a   ( l e f t   s i d e   d i r e c t i o n   i n   Y - a x i s )   h a s   v a l u e   a t   1 . 4   m m   a n d   t h e   a v e r a g e   v a l u e   i n   n e g a t i v e   a r e a   ( r i g h t   s i d e   d i r e c t i o n   i n   Y - a x i s )   h a s   v a l u e   a t   - 6 8   m m .   F r o m   t h i s   d a t a ,   t h e   f i n a l   c o n c l u s i o n   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     2 0 3   -   2 1 4   2 1 2 T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   d u r i n g   w a l k   i n   p l a c e   h a s   d o m i n a n t   c h a r a c t e r i s t i c   w a l k   i n   p l a c e   w i t h   r i g h t   s i d e   d i r e c t i o n   ( w i t h   c o m p a r i s o n   a b o u t   - 6 6 . 6   m m ) .           F i g u r e   1 5 .   P o s i t i o n   v e c t o r   o f   Z M P   b a s e d   o n   C o P   c a l c u l a t i o n   d u r i n g   w a l k   i n   p l a c e   w i t h   r i g h t   s i d e   f o r c e   d i s t u r b a n c e       4 .   C O N C L U S I O N     F r o m   t h e   3   e x p e r i m e n t   w h i c h   h a s   b e e n   d o n e .   T h e   f i n a l   c o n c l u s i o n   i n   f i r s t   e x p e r i m e n t   i s   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   d u r i n g   w a l k   i n   p l a c e   h a s   d o m i n a n t   c h a r a c t e r i s t i c   w a l k   i n   p l a c e   w i t h   b a c k w a r d   d i r e c t i o n   ( w i t h   c o m p a r i s o n   a b o u t   -   0 . 3   m m ) .   T h e   f i n a l   c o n c l u s i o n   i n   s e c o n d   e x p e r i m e n t   i s   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   d u r i n g   w a l k   i n   p l a c e   h a s   d o m i n a n t   c h a r a c t e r i s t i c   w a l k   i n   p l a c e   w i t h   f o r w a r d   d i r e c t i o n   ( w i t h   c o m p a r i s o n   a b o u t   8 5 . 9 6   m m ) .   T h e   f i n a l   c o n c l u s i o n   i n   t h i r d   e x p e r i m e n t   i s   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t   d u r i n g   w a l k   i n   p l a c e   h a s   d o m i n a n t   c h a r a c t e r i s t i c   w a l k   i n   p l a c e   w i t h   r i g h t   s i d e   d i r e c t i o n   ( w i t h   c o m p a r i s o n   a b o u t   - 6 6 . 6   m m ) .   B a s e d   o n   t h o s e   f i n a l   c o n c l u s i o n s   i n   e a c h   e x p e r i m e n t ,   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   f o o t   p r e s s u r e   s e n s o r   m o d u l   u s i n g   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   h a s   a   g o o d   r e s u l t   ( 9 4 % )   a s   s h o w n   i n   f i n a l   c o n c l u s i o n s   i n   e a c h   e x p e r i m e n t .   T h e   a d v a n t a g e s   o f   t h i s   n e w   f o o t   p r e s s u r e   s e n s o r   m o d u l   i s   l o w - c o s t   d e s i g n   a n d   s i m i l a r   r e s u l t   w i t h   a n o t h e r   s e n s o r   s u c h   a s   f l e x   s e n s o r ,   l o a d c e l l   s e n s o r ,   a n d   t o r q u e   s e n s o r .   T h e   d i s a d v a n t a g e s   o f   t h i s   s e n s o r   a r e   n e e d e d   t o   r e c a l c u l a t i o n   b e c a u s e   o f   t h e   m a i n   c h a r a c t e r i s t i c   o f   p i e z o e l e c t r i c   s e n s o r   ( n o n - c o n t i n u o u s   r e a d ) .   B e c a u s e   o f   i t ,   s o m e t i m e s   t h e   c a l c u l a t i o n   h a s   o u t l a y e r   d a t a   s u c h   a s   i n   t h e   t h i r d   e x p e r i m e n t .   B u t   o v e r a l l ,   t h e   p r o p o s e d   m o d e l   o f   f o o t   p r e s s u r e   s e n s o r   m o d u l   i n   t h i s   r e s e a r c h   i s   w o r k   f i n e   a n d   a l r e a d y   i m p l e m e n t e d   i n   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t .       A C K N O W L E D G E M E N T S     G r a t e f u l n e s s   t o   M i n i s t r y   o f   R e s e a r c h ,   T e c h n o l o g y   a n d   H i g h e r   E d u c a t i o n   o f   t h e   R e p u b l i c   o f   I n d o n e s i a   f o r   f i n a n c i a l   s u p p o r t ,   E E P I S   R o b o t i c s   R e s e a r c h   C e n t e r   ( E R 2 C )   l a b o r a t o r y ,   a n d   P o l i t e k n i k   E l e k t r o n i k a   N e g e r i   S u r a b a y a .       R E F E R E N C E S     [ 1 ]   R .   D i m a s   P r i s t o v a n i ,   W .   M .   R i n d o ,   B .   E k o   H e n f r i ,   K .   H .   A c h m a d   S u b h a n ,   a n d   D a d e t   P r a m a d i h a n t o ,   " B a s i c   w a l k i n g   t r a j e c t o r y   a n a l y s i s   i n   F L o W   R o b o t " ,   I n   P r o c .   o f   2 0 1 6   I n t e r n a t i o n a l   E l e c t r o n i c s   S y m p o s i u m   ( I E S ) ,   I E E E   P r e s s ,   N e w   Y o r k ,   p p .   3 3 3 3 3 8 ,   2 0 1 6 .   [ 2 ]   R .   D i m a s   P r i s t o v a n i ,   B .   E k o   H e n f r i ,   D e w a n t o .   S a n g g a r ,   P r a m a d i h a n t o .   D a d e t ,   " W a l k i n g   S t r a t e g y   M o d e l   b a s e d   o n   Z e r o   M o m e n t   P o i n t   w i t h   S i n g l e   I n v e r t e d   P e n d u l u m   A p p r o a c h   i n   T - F L o W   h u m a n o i d   r o b o t ,   I n   P r o c .   O f   2 n d   I n t e r n a t i o n a l   c o n f e r e n c e s   o n   I n f o r m a t i o n   T e c h n o l o g y ,   I n f o r m a t i o n   S y s t e m s   a n d   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   ( I C I T I S E E ) ,   I E E E   P r e s s ,   N e w   Y o r k ,   p p .   2 1 7 2 2 2 ,   2 0 1 7 .   [ 3 ]   R .   D i m a s   P r i s t o v a n i ,   D .   R a d e n   S a n g g a r ,   a n d   P r a m a d i h a n t o .   D a d e t   I m p l e m e n t a t i o n   o f   P u s h   R e c o v e r y   S t r a t e g y   u s i n g   T r i p l e   L i n e a r   I n v e r t e d   P e n d u l u m   M o d e l   i n   T - F l o W   H u m a n o i d   R o b o t ,   i n   I O P   J o u r n a l   o f   P h y s i c s :   C o n f e r e n c e   S e r i e s ,   v o l .   1 0 0 7 ,   p p .   1 1 3 ,   2 0 1 8 .   [ 4 ]   E r t i e   A b a n a ,   K y m   H a r r i s   B u l a u i t a n ,   R a v y   K i m   V i c e n t e ,   M i c h e l l e   R a f a e l ,   J a y   B o y   F l o r e s ,   E l e c t r o n i c   G l o v e :   A   T e a c h i n g   A i d   f o r   t h e   H e a r i n g   I m p a i r e d ,   I n   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E ) ,   v o l . 8 ,   n o . 4 ,   p p .   2 2 9 0 2 2 9 8 ,   2 0 1 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.