• 제목/요약/키워드: 보행훈련

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휴머노이드 로봇 모델을 이용한 보행재활 훈련장치의 견인모터 속도 파형 생성 (Generation of Motor Velocity Profile for Walking-Assistance System Using Humanoid Robot Model)

  • 최영림;최낙윤;박상일;김종욱
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.631-638
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    • 2012
  • 본 논문은 슬관절 손상 환자의 하지근력 강화 재활훈련 장치에서 다리를 끌어주는 견인모터의 속도 프로파일을 휴머노이드 로봇 시뮬레이션을 통해 계산하는 방법을 새롭게 제안한다. 먼저 인체의 구조를 본 딴 휴머노이드 로봇의 3차원 전신 모델을 새롭게 구축하고, 표준 관절각도 데이터를 이 모델에 적용하여 자연스러운 보행을 시뮬레이션 했다. 그리고 하지의 대퇴부에 부착되어 있는 벨트와 견인모터와의 거리를 매 샘플링 타임에서 계산하여 이로부터 속도 프로파일을 도출하는 방식으로 보행 중 속도 파형을 생성한다. 휴머노이드 로봇의 기구학적 방법으로는 직진 보행에서 계산량이 적은 투영법을 사용했으며, 유각기의 관절 각도 프로파일은 Winter의 표준보행 데이터를 참조했다. 본 논문에서 제안한 방법으로 계산된 인체 특정부위 속도 프로파일은 제작 중인 트레드밀 재활훈련 장치에 적용될 예정이다.

근전도 신호를 기반한 대퇴의족의 슬관절 제어 (Knee Joint Control of Transfemoral Prosthesis based on the EMG Signal)

  • 이주원;이건기;이상민;장두봉;이병로
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(5)
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    • pp.281-284
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    • 2002
  • 대부분의 보조기 및 의족은 기계식이 주류이며 환자가 착용시 정상보행은 부드럽지 못하고 원활한 보행을 위해서는 장기간 동안 훈련이 요구된다. 따라서 대퇴의족에서 발생하는 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서는 대퇴절단자(transfermoral amputee)의 보행을 정상보행에 일치하는 보행 능력을 복원하기 위해 근전도 신호와 인공신경망을 이용하여 적응 PID제어기를 설계하였고 그 제어 결과를 제시하였다.

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스마트인솔 기반 알츠하이머 중증도 분류를 위한 보행 분석 및 기계학습 기반 분류 모델 (Gait Analysis and Machine Learning-based Classification Model using Smart Insole for Alzheimer's Disease Severity Classification)

  • 전영훈;호티키우칸;곽정환;송종인
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2021년도 제64차 하계학술대회논문집 29권2호
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    • pp.317-320
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    • 2021
  • 본 연구는 주기적인 알츠하이머 병의 중증도 모니터링을 위해 스마트 인솔을 통한 보행 특징 추출과 머신러닝 기반 중증도 분류의 성능에 대해 살펴보았다. 최근 고령화가 가속화되는 추세에 있어 치매 환자가 급증하고 있으며, 중증도가 심해질수록 필요한 치료 비용 및 노력이 급증하기 때문에 조기 진단이 최선의 치료 전략으로 보여진다. 환자 친화적이고 저비용의 관성 측정 장치가 내장된 스마트 인솔만을 사용하여 다양한 보행 실험 패러다임에서 환자의 보행 특징을 추출하고, 이를 알츠하이머 병의 중증도 진단을 위한 머신러닝 기반 분류기를 훈련시켜 성능을 평가한 결과, 숫자세기와 같이 뇌에 부하를 주는 하위 작업이 포함된 복합 보행을 측정한 데이터셋을 사용하여 훈련된 분류 모델이 일반 걷기 데이터셋을 사용한 모델보다 성능이 높게 나타나는 것이 관찰되었다. 본 연구는 안전하고 환경적 제약이 적은 방법을 사용하여 시기 적절한 진단뿐만 아니라 주기적인 중증도 모니터링 시스템의 일환으로 활용될 수 있을 것이다.

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가상 안전훈련을 위한 보행이동 인터페이스 제어에 관한 연구 (A Study on VR Emergency Training Simulator using Walking Interface Control)

  • 김백철;강중원;김중배;차무현
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2017년도 추계학술발표대회
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    • pp.1026-1027
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    • 2017
  • 안전 대응 훈련 기술은 플랜트와 같은 위험한 작업현장에서 조업자 또는 초기 대응자가 예상치 못한 사고에 대해 능동적이고 신속한 대처가 가능하도록 계획적인 사전 대응 훈련을 수행할 수 있는 시스템 기술이다. 훈련 시나리오의 가장 기본적이며 빈번하나 과업은 특정 지점으로의 이동과 원하는 시설물을 탐색하는 네비게이션 임무라 할 수 있다. 본 연구에서는 작은 크기를 가지는 단방향 트레드밀의 장점과 선회 보행이 가능한 전방향 트레드밀의 장점을 일부 결합하여, 작은 각도 범위의 좌우 선회 이동을 지원할 수 있는 트레드밀 인터페이스의 제어를 위한 기술개발 과정과 결과를 소개 하고자 한다.

통합감각을 이용한 조기 재활 훈련 시스템 개발

  • 권대규;이석준;양길태;정성환;정우석;홍철운;김남균
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.293-293
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    • 2004
  • 최근 교통사고의 증가와 평균수명의 연장으로 인한 노인 인구의 급증으로 중추신경계의 기능에 손상을 초래하는 각종 질환들 즉 뇌졸중, 외상성 뇌손상, 뇌성마비 및 퇴행성 뇌질환 등이 더욱 많아지고 있다. 이러한 질환들은 뇌기능 장애로 인한 운동, 감각 및 인지능력 저하를 일으켜 보행과 일상생활 동작수행에 큰 장해를 초래하게 된다. 특히 보행능력의 장해는 일상생활 및 사회생활에 필요한 기동력을 제한하므로 결국 타인에 의존적이 되고 사회로부터 고립되는 심각한 기능장애를 일으키게 된다.(중략)

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리듬청각자극이 만성 뇌졸중 환자의 보행대칭성에 미치는 효과 (The Effects of Rhythmic Auditory Stimulation on the Gait Symmetry in the Chronic Stroke Patients)

  • 이순현;이경진;하귀현;인태성;송창호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.2187-2196
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    • 2011
  • 본 연구는 리듬청각자극을 이용한 보행훈련이 뇌졸중 환자의 보행의 대칭성에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 6개월이 지난 만성 뇌졸중환자 40명을 대상으로 중재 방법에 따라 4군으로 나누었다. A군은 편안한속도로 마비측에 청각자극을 주고 B군은 편안한속도로 비마비측에 청각자극을 주고 C군은 10%증가된 속도로 마비측에 청각자극을 주고 D군은 10%증가시킨 속도로 비마비측에 청각자극을 주었다. 각 군의 환자에게 5분동안 청각자극을 주며 보행훈련을 시행하였다. 보행분석 시스템을 이용하여 보행의 시간적인 변수를 측정하였으며 계산공식을 이용하여 보행의 대칭성을 구하였다. 보시간은 A군을 제외한 모든 군에서 유의하게 감소하였고(p<.05), 보행대칭성도 A군을 제외한 모든 군에서 유의하게 개선되었다(p<.05). 분속수는 A군을 제외한 모든 군에서 유의하게 증가하였고(p<.05), 속도는 모든 군에서 증가하지 않았다. 이 결과를 통해 리듬청각자극이 보행의 대칭성을 개선하는데 효과적임을 확인하였으며 뇌졸중 환자의 보행훈련에 효과적인 방법으로 적용할 수 있으리라 생각한다.

12주 동안의 시각 되먹임 균형 훈련이 만성뇌졸중 환자의 균형 및 보행에 미치는 영향 (Effects of 12-week balance training with visual feedback on balance and walking functions in patients with chronic stroke)

  • 정명균;오덕원
    • 디지털융복합연구
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    • 제11권11호
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    • pp.537-544
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    • 2013
  • 본 연구는 만성뇌졸중 환자의 균형과 보행에 대한 12주간의 시각 되먹임 균형 훈련의 효과를 비교하기 위하여 시행되었다. 연구대상자는 총 20명으로 실험군과 대조군에 10명씩 무작위로 할당되었다. 실험군은 근력, 자세조절 그리고 기능적 훈련을 포함한 보존적 물리치료와 시각 되먹임을 이용한 균형훈련을 각각 15분씩 시행하였으며, 대조군은 30분안 보존적 물리치료를 시행하였다. 균형 및 보행 능력에 대한 측정은 기능적 도달 검사(Function Reach Test, FRT), 일어서서 걷기 검사(Timed Up and Go Test, TUGT), 6분 걷기 검사(6 Min Walk Test, 6MWT) 사용하여 시행되었다. 집단 내 비교에서 실험군은 모든 변수에서 통계학적으로 유의하게 향상되는 것으로 나타났으나(p<.05), 대조군은 모든 변수에서 통계학적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(p>.05). 집단 간 비교에서 있어서는 FRT와 6MWT에서 통계학적으로 유의하게 향상되는 것으로 나타났다(p<.05). 본 연구의 결과는 시각 되먹임을 사용한 균형 훈련이 만성 뇌졸중 환자의 균형과 보행 향상을 위해 긍정적으로 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 본 연구의 결과를 일반화하기 위해서는 보다 많은 대상자들을 포함시킨 장기간의 연구가 계속 이루어져할 것이다.

라이프케어 증진을 위한 협응적 이동훈련 프로그램이 비만 여성노인의 균형에 미치는 영향 (The Effects of Coordinative Locomotor Training Program for Life-Care Promotion on Balance of Obese Elderly Women)

  • 이동률
    • 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.17-25
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    • 2020
  • 본 연구는 라이프케어 증진을 위한 협응적 이동훈련 프로그램이 비만 여성노인의 균형에 미치는 영향을 알아보았다. 본 연구의 대상자는 비만 여성노인 10명으로, 최근 1년 이내 허리나 엉덩관절 및 무릎관절 수술경험이 없고 독립보행이 가능한 자로 선정하였다. 협응적 이동훈련을 일일30분씩 2회, 주5회, 4주간 총 20회 실시하였다. 협응적 이동훈련 프로그램의 효과를 알아보기 위해 인바디 BMI검사, myoVIDEO를 이용한 관절가동범위검사, 표면근전도 검사(척추세움근, 배바깥빗근, 넙다리네갈래근, 넙다리뒤근육), 힘판 트레드밀을 통한 동적 균형검사, 버그 균형 척도(BBS)와 일어서서 걷기 검사(TUG)를 중재전후 시행하였다. 본 연구의 연구결과, 보행 시 디딤기 및 흔듦기 시기에 몸통과 엉덩관절의 관절가동범위 전-후 비교에서 통계학적으로 유의한 차이가 있었으며(p<0.05), 표면근전도를 통한 근 활성도검사에서는 척추세움근과 배바깥빗근의 중재 전-후 비교에서 통계학적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 보행 시 동적균형검사에서는 보행선길이와 한발지지선의 중재 전-후 비교에서 유의한 차이가 있었으며(p<0.05), 버그 균형 척도(BBS)와 일어서서 걷기검사(TUG)에서도 중재 전-후 비교에서 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 본 연구결과를 통해 라이프케어 증진을 위한 협응적 이동훈련 프로그램이 비만 여성노인의 자세불안정과 근 약화, 균형능력감소 및 낙상위험도를 개선에 유의한 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 따라서 비만 여성노인의 균형능력 개선 및 낙상방지를 통한 라이프케어증진을 위해 이동적 협응훈련 프로그램 적용을 권장한다.

근력 훈련이 다운증후군 아동의 지면반력의 변화에 미치는 영향 (The effects of strength training on the change of ground reaction force for the children with Down syndrome)

  • 임비오;한동기
    • 한국운동역학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.1-16
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    • 2002
  • 본 연구의 목적은 다운증후군 보행에 영향을 주는 근력 훈련이 성장기에 있는 다운증후군 아동의 지면반력의 변화에 미치는 효과를 살펴보는 것이다. 본 연구의 대상자는 삼염색체 다운증후군을 가진 남자 아동(11세~13세) 8명이며, 근력훈련 전에 지면반력 변인(수직력, 전후력, 좌우력, 총압력중심)을 측정하였으며 근력훈련 후에도 동일한 방법으로 지면반력 변인을 측정하였다. 지면반력 변인의 측정은 2대의 AMTI 지면반력기를 사용하였으며, 초당 100Hz로 데이터를 수집하여 분석하였다. 근력 훈련은 하지 근육 강화 훈련 4종목(스쿼트, 레그 컬, 레그 익스텐션, 토 레이즈)과 복근 및 척추기립근 강화 훈련 2종목(하이퍼 익스텐션, 윗몸 일으키기)으로 구성하여 8주간 주당 3회, 1회 운동 시 10~15RM${\times}$3세트로 점증부하 원리에 의거하여 실시하였다. 본 연구를 통한 결론은 다음과 같다. 근력 훈련 전후의 수직력, 전후력, 좌우력의 변화패턴은 다운증후군 아동별로 다양하게 나타났으며, 근력훈련으로 정상인과 비슷한 패턴으로 향상되었다. 또한, 훈련 전 후의 총압력중심의 이동궤적은 연구대상자별로 다양한 이동궤적이 나타나서 명확한 설명을 하기가 어려우며, 이에 대한 보다 종합적인 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다. 본 연구를 통하여 다운증후군 아동들의 보행의 운동역학적 기전의 이해와 운동학적 결과의 해석을 돕고 향후 병적 보행의 평가에 대한 기초자료를 제시할 수 있을 것으로 사료된다.