• 대한기계학회논문집A
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• 제35권5호
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• pp.503-515
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• 2011

보행 재활 훈련용 보행보조 로봇을 개발하고, 시제품의 운동학적 특성을 평가하였다. 이 보행보조 로봇은 고관절(hip), 슬관절(knee), 족관절(ankle) 등으로 구성되며, 각 관절은 감속기가 포함된 모터에 의해 구동된다. 인체 보행 운동을 이론적으로 해석하여, 보행 운동 중 각 관절의 각도 변위를 계산하는 식을 구하였고, 계산된 각도 변위를 로봇 구동기에 입력하였다. 트레드밀(treadmill) 위에서의 실험을 통해 다양한 보행 속도(walking speed) 및 보폭(stride)에서 각 관절의 출력 각도 변위를 측정하고 입력 값과 비교하였다. 입력 각도 변위와 출력 각도 변위의 차이가 고관절에서는 5.22%, 슬관절에서는 2.97% 이내로 일치함을 확인하여, 설계대로 보행보조 로봇이 작동함을 입증하였다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.73-80
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• 2015

본 논문에서는 상지하부 절단환자를 대상으로 하는 상지 근전도 기반의 로봇 팔 제어방법을 제안한다. 로봇 팔의 제어를 위해 전완 신전근과 전완 굴곡근 그리고 이두근의 근활성도를 분석하여 특정 자세에 따른 근활성도 분포를 제어입력으로 활용하였다. 이러한 제어 입력은 알고리즘을 통하여 로봇 팔을 제어하기 위한 제어명령으로 변환된다. 제안하는 방법에 대한 실험 및 검증을 위하여 1채널 근전도 착용형 모듈과 각각의 모듈과의 연동을 통하여 3채널 근전도 분석을 수행하는 PC 어플리케이션 기반의 5자유도 로봇 팔 제어시스템을 구성하였다. 제어의 정확도 및 성능평가를 위해 로봇 팔을 통한 물건 옮기기 실험을 수행하였으며, 20대 중반의 남성을 대상으로 하여 10시간의 숙달훈련 후 실험을 수행한 결과 실험결과의 평균 정확도가 92.5%로서 제안하는 방법은 유효한 것으로 평가하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권4호
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• pp.309-318
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• 2003

본 연구는 현재 산업용으로 널리 사용되고 있는 수직 다관절 6자유도 로봇을 의료용 목적으로 적용하기 위해 수행하였다. 이미 산업용으로 제안되어 검증된 로봇을 사용한다면 비용, 시간적인 면에서 상당한 잇점이 있다. 따라서 본 논문에서는 산업용으로 제안된 로봇을 의료 목적으로 사용하여 연구하였다. 본 시스템은 뇌졸중 환자와 같이 한쪽 팔을 다친 사람들을 위해 제안하였다. 한쪽 팔이 비정상이고 다른 팔이 정상인 환자를 대상으로 정상인 팔의 움직임을 획득하여 마비되거나 정상으로 움직이기 어려운 팔을 운동시키도록 마스터-슬레이브 시스템을 구성하였다. 또한 팔꿈치와 어깨의 기구학을 해석하기 위하여 기존의 인체에 관한 연구 결과를 적용하였다. 또한 슬레이브 로봇에 힘 센서를 부착하여 환자의 재활 정도를 측정할 수 있도록 하였으며, 위험 상황에 대비함으로써 슬레이브 로봇의 안전성을 높였다. 이러한 시스템으로 인해 물리치료사의 도움 없이 환자 혼자 운동이 가능하도록 시스템을 구성하였다. 제안된 시스템과 제어 알고리즘은 실험과 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.473-480
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• 2013

This paper describes the design of a rectangular-type four-finger rehabilitation robot for flexibility rehabilitation of stroke patients' fingers and other patient's paralyzed fingers. The four-finger rehabilitation robot is composed of a body and each finger rehabilitation robot instrument. The four-finger rehabilitation robot could exercise four fingers (forefinger, middle finger ring finger and little finger) of patient for their rehabilitation. The four-finger rehabilitation robot instruments move according to the trace which spread out the patient's fingers and then turn them inward for the fingers' flexibility, while at the same time performing the force control with the reference forces for fingers' safety, simultaneously. A control characteristic test of the developed rectangular-type four-finger rehabilitation robot was carried out, and the results confirmed that the robot could be used for the flexibility rehabilitation exercise for the fingers of normal person and patients.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권7호
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• pp.524-529
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• 2016

We describe the design and fabrication of a two-axis force/torque sensor with parallel-plate beams (PPBs) and single beams for measuring force and torque in hip-joint rehabilitation exercise using a lower rehabilitation robot. The two-axis force/torque sensor is composed of an Fz force sensor and a Tz torque sensor, which detect z direction force and z direction torque, respectively. The two-axis force/torque sensor was designed using the FEM (Finite Element Method) and manufactured using strain gages. The characteristics experiment of the two-axis force/torque sensor was carried out. The test results show that the interference error of the two-axis force/torque sensor was less than 0.64% and the repeatability error and the non-linearity of the two-axis force/torque sensor were less than 0.03%. It is thought that the developed two-axis force/torque sensor could be used for a lower rehabilitation robot.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.933-938
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• 2010

In this paper, we propose the organization of a sensor system and user's intent detection algorithm for walking assist rehabilitation robots. The main purpose of walking assist rehabilitation robots is assisting SCI patients to walk in normal environment. To use walking assist rehabilitation robot in normal environment, it is needed to consider various factors about user's safety and detection of user's intent and so on. For these purposes, we have analyzed the use case of rehabilitation robots and organized the system of sensors for walking assist rehabilitation robots and finally, we have developed the algorithm which is used to detect user's intent for those. We applied our proposal method in the rehabilitation robot, ROBIN, and verified their effectiveness by normal, not patient.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.31-39
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• 2016

This paper describes the design of an ankle rehabilitation robot for the force measurement of a severe stroke patient staying in a bed ward. The developed ankle rehabilitation robot was attached to a three-axis force/torque sensor that could detect force Fx, Fz, and torque Tz and measure the ankle rotation force (Fx) exerted on the ankle and the signal force Fz and torque Tz to be used as a safety device. The robot was designed and manufactured for bedridden stroke patients, and the robot program was manufactured to perform the flexibility rehabilitation exercise for ankle bending and to measure the ankle force to judge the degree of rehabilitation. According to the result of the characteristics test of the developed rehabilitation robot, it was safely operated while the ankle-bending flexibility rehabilitation exercise and the emergency situation were performed. Therefore, it is thought that the developed rehabilitation robot can be used for severe stroke patients.

• 재활복지공학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.229-236
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• 2016

자기 센서와 액추에이터는 산업과 의료 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 센서와 액추에이터의 기반의 통합시스템은 기계 및 전자 기기들의 일반적인 조합으로써 메카트로닉스로 정의된다. 최근에 자기 무선 센서와 액추에이터가 개발되어지고, 다양한 분야에서 사용되고 있다. 특히 이 메커니즘은 자성 물질 및 물리적 현상에 관한 것으로 자기의 세기의 따라 달라진다. 그러나 이들 연구의 경계는 명확하지 않다. 따라서, 자기 마이크로 로봇, 자기액추에이터 및 센서들을 포함한 새롭고 정확한 정의가 필요하다. 본 연구에서는 의공학 및 재활을 위한 자기 메카트로닉스의 진보되고 확장된 개념을 혈관 재활을 위한 무선 펌프 시스템과 모션 감지 시스템을 중심으로 소개하고자 한다.

• 융합보안논문지
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• 제19권3호
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• pp.81-86
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• 2019

본 연구는 4차 산업혁명 기술로 구현하는 실버케어에 대한 동향을 소개하고, 관련 문헌을 고찰하여 노인건강과 재활을 위한 디지털 기술 활용을 기술함으로서 향후 디지털 기반의 실버케어 상용화 가능성을 살펴보고 나아갈 방향을 제시하고자 한다. 노인들의 일상생활에서 겪을 수 있는 활동장애나 건강상의 문제를 관리하는데 도움이 되는 에브리데이 테크놀러지(Everyday Technology)를 활용한 건강관리와 재활을 위한 실버케어로는 첫째, 자신이 살던 집에서 독립생활이 가능하도록 보조하는 디지털기술이나 IT기술을 통해 가능한 스마트 주거 서비스인 건강지원 스마트 홈(Health smart home)을 들 수 있다. 둘째, 인공지능과 로봇을 활용한 기술 서비스를 들 수 있는데, 고도화된 지능에 기반한 로봇은 노인들의 일상생활을 보조하고, 건강상태를 체크하며, 양질의 의료 관리를 가능하게 하는 서비스를 지원하여 노인들의 건강과 재활을 위한 보조역할이 가능하다. 이들 실버케어의 상용화를 위해서는 노인의 신체적 능력과 건강상태 등 현재 상황에 맞는 정보와 서비스가 제공되어야 하며, 디지털 소외계층인 노인들이 불편함을 느끼지 않도록 실사용 노인들의 요구를 반영한 필수적인 기술 활용을 시작으로 점차 확대시켜 나가는 것이 바람직할 것이다.

• 재활치료과학
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• 제2권2호
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• pp.21-36
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• 2013

목적 : 본 연구의 목적은 뇌졸중 환자에서 로봇보조치료의 효과를 알아보기 위해 체계적 고찰을 통해 연구결과를 종합하고, 로봇보조치료에 관한 연구들을 비교하고 분석하고자 하는 것이다. 연구방법 : 2012년 6월부터 2012년 9월까지 외국학회지에 게재된 논문을 EMBASE, MEDLINE등을 통하여 검색하였다. 최종적으로 12개의 Randomized Controlled Trials(RCT) 논문을 대상으로 분석하였다. 결과 : 선정된 12편의 연구는 Pedro score 2~7점까지 다양했으며, 다양한 중재방법을 통하여 로봇보조치료의 효과를 극대화시키기 위한 연구들이 많았다. 주된 결과 측정도구로는 상지기능, 일상생활활동 수행능력을 평가하는 도구가 사용되었다. 로봇보조치료의 결과로는 상지기능과 일상생활활동 수행능력에서 향상을 보이나 로봇보조치료군과 고식적인 재활치료군 사이에 유의한 차이는 보이지 않았다. 결론 : 로봇보조치료는 뇌졸중 환자에게 그 효과를 극대화시키기 위해 다양한 중재방법으로 적용되고 있으며, 중재방법에 따라 효과의 차이가 나는 것으로 나타났다. 본 연구는 로봇보조치료의 임상적 적용에 대한 근거를 제시하며, 향후 연구에서는 다양한 중재방법을 적용하여 로봇보조치료의 효과를 극대화할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.