• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.16-29
• /
• 2009

노인의 평형성 향상과 근력강화 운동을 병행할 수 있는 운동기기 개발을 위해 병렬형 구형관절 모듈을 채택하였다. 병렬형 구형관절 모듈은 링크 2개, 회전관절 3개의 조합으로 된 다이애드 3조가 병렬로 설치되어 있고 모든 회전축은 모듈의 중간 위치에 교차하여 3자유도 회전운동이 가능하다. 본 연구에서는 구형관절 모듈의 기구학 및 동역학 해석을 실시하였으며 제어프로그램을 위한 순방향 및 역방향 위치해석에 대한 수학적 해석해를 도출하였다. 속도 및 가속도해석에서는 임의의 다이애드 내의 관절속도 및 가속도에 대한 상판 속도 및 가속도의 관계식을 유도하였다. 본 연구에서는 재활운동기구로서 사용하기 위해서 50대 이상 한국인 표준 남성에 대한 모델을 선정하여 동역학 모델 시뮬레이션을 통하여 이러한 결과의 유효성을 검증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.379-386
• /
• 2023

손가락 골절 치료 후에는 장시간 사용하지 않아 손가락 힘줄 운동 능력이 떨어져 관절이 뻣뻣해지고, 경직된다. 이것은 근력손실 및 유연성 저하를 비롯한 손 사용의 어려움으로 이어질 수 있다. 이를 해결하기 위해서는 손가락의 유연성 회복과 근력 강화를 위한 반복적인 재활 훈련을 해야 한다. 본 연구에서는 집에서도 사용할 수 있는 손가락 힘 훈련용 웨어러블 장갑 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 FSR센서를 사용하여 힘을 측정하며, 신호 획득을 위한 맞춤형 PCB를 적용했고 고무 밴드를 사용하여 크기를 조정할 수 있다. 균형잡힌 손가락 근력 훈련 평가를 위해 네 가지 경우의 동작에서 쥐는 힘 측정 결과를 분석하였다. 본 연구에서는 다섯 손가락 힘의 중심을 나타내는 벡터를 제안하며, 힘의 균형 수준을 수치적으로 나타낼 수 있음을 보였다.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.67-76
• /
• 2024

과거부터 상지 절단 장애인을 위한 여러 종류의 보조기가 개발되어 왔으며, 이 중 근전전동의수는 사용자의 편의성 향상을 목적으로 단순 파지 가능 사용에서 물체의 크기와 형태에 따라 다양한 손동작을 변환하여 사용하는 연구가 요구되어 왔다. 본 연구에서는 사람 손 크기와 손가락 움직임을 모사하여 모터와 웜 기어의 구동 메커니즘을 적용한 5 손가락 근전전동의 수를 개발하였다. 이를 바탕으로 근전도 신호 입력을 통한 손가락의 독립적 제어를 위한 제어기를 개발하고, 대표 8가지 손동작 선정, 변환 조건 파라미터 선정을 통한 상태 전이 기반 손동작 변환 알고리즘을 제안하였다. 그리고 훈련과 사용성 평가 방법을 소개하고, 이를 바탕으로 손기능 전용 도구를 이용한 상지 절단 장애인 대상의 사용성 평가를 진행하여 알고리즘의 상용화 가능성을 확인하였으며, 반복적인 평가를 통한 사용자의 적응과 높은 수행 능력을 확인하였다.

• 대한지역사회작업치료학회지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.49-60
• /
• 2016

목적 : 본 연구는 국내에서 로봇치료가 중재도구로 사용된 연구 사례들을 PICO (Patient, Intervention, Comparison, Outcome) 형식에 따라 체계적으로 정리하여 국내 로봇치료의 연구 현황을 알아보고자 하였다. 연구방법 : 한국학술연구정보서비스(RISS)와 국가전자정보도서관(NDSL) 데이터베이스에서 최근 9년간의 연구를 주요 검색용어 '로봇치료'로 하여 국내 학술지와 학위논문 총 710개의 연구를 검색하였다. 로봇을 치료적 중재도구로 사용한 국내연구 중 원문을 구할 수 있는 연구를 기준으로 최종 15개를 선정하였다. 선정된 연구는 PICO 형식을 통해 체계적으로 정리하여 제시하였다. 결과 : 연구도구의 질적 수준은 근거기반 연구수준 5단계 분류 방법을 사용하였다. 그 중 질적 수준이 3단계 이상인 연구는 13개(86.6%)였다. 로봇치료를 사용한 연구를 중재 분야별로 나눈 결과 언어, 보행, 인지, 발달 그리고 상지의 다섯 가지 영역에 대한 연구가 진행되었음을 알 수 있었다. 결론 : 국내에서 로봇치료는 상지와 하지의 중재를 포함한 언어, 인지, 발달 등의 다양한 영역의 재활을 위해 사용되고 있었다. 본 연구가 국내 로봇치료와 관련된 다양한 영역의 적용에 필요한 기초자료로 활용되기를 바란다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.421-426
• /
• 2015

Need to develop human body's posture supervised robots, gave the push to researchers to think over dexterous design of exoskeleton robots. It requires to develop quantitative techniques to assess human motor function and generate the command to assist in compliance with complex human motion. Upper limb rehabilitation robots, are one of those robots. These robots are used for the rehabilitation of patients having movement disorder due to spinal or brain injuries. One aspect that must be fulfilled by these robots, is to cope with uncertainties due to different patients, without significantly degrading the performance. In this paper, we propose chattering free sliding mode control technique for this purpose. This control technique is not only able to handle matched uncertainties due to different patients but also for unmatched as well. Using this technique, patients feel active assistance as they deviate from the desired trajectory. Proposed methodology is implemented on seven degrees of freedom (DOF) upper limb rehabilitation robot. In this robot, shoulder and elbow joints are powered by electric motors while rest of the joints are kept passive. Due to these active joints, robot is able to move in sagittal plane only while abduction and adduction motion in shoulder joint is kept passive. Exoskeleton performance is evaluated experimentally by a neurologically intact subjects while varying the mass properties. Results show effectiveness of proposed control methodology for the given scenario even having 20 % uncertain parameters in system modeling.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.510-517
• /
• 2015

For the self-directed rehabilitation of upper extremity hemiplegia patients, in this paper we propose an interface method capable of doing bilateral exercises in rehabilitation robotics. This is a method for estimating information of movements from the unaffected-side, and projects it to the affected-side in order. That the affected-side is followed the movements of the unaffected-side. For estimation of the unaffected-side movements information, gyro sensor data and acceleration sensor data were fused. In order to improve the measurement error in data fusion, a HDR filter and a complementary filter were applied. Estimated motion information is derived the one side of the drive input of rehabilitation robot. In order to validate the proposed method, experimental equipment is designed to be similar to the body's joints. The verification was performed by comparing the estimation angle data from inertial sensors and the encoder data which were attached to the mechanism.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.136-141
• /
• 2002

This paper presents a design and a control of a biped walking RGO-robot and dynamic walking simulation for this system. The biped walking RGO-robot is distinguished from other one by which has a very light-weight and a new AGO type with servo motors. The gait of a biped walking RGO-robot depends on the constrains of mechanical kinematics and initial posture. The stability of dynamic walking is investigated by ZMP(Zero Moment Point) of the biped walking RGO-robot. It is designed according to a human wear type and is able to accomodate itself to human environments. The joints of each leg are adopted with a good kinematic characteristics. To test of the analysis of joint kinematic properties, we did the strain stress analysis of dynamic PLS and the study of FEM with a dynamic PLS. It will be expect that the spinal cord injury patients are able to train effectively with a biped walking AGO-robot.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.238-243
• /
• 2002

This paper presents a design and a control of a biped walking AGO-robot and dynamic walking simulation for this system. The biped walking RGO-robot is distinguished from other one by which has a very light-weight and a new RGO type with servo motors. The gait of a biped walking AGO-robot depends on the constrains of mechanical kinematics and initial posture. The stability of dynamic walking is investigated by ZMP(Zero Moment Point) of the biped walking AGO-robot. It is designed according to a human wear type and is able to accomodate itself to human environments. The joints of each leg are adopted with a good kinematic characteristics. To test of the analysis of joint kinematic properties, we did the strain stress analysis of dynamic PLS and the study of FEM with a dynamic PLS. It will be expect that the spinal cord injury patients are able to train effectively with a biped walking RGO-robot.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제14권5호
• /
• pp.610-616
• /
• 2004

생체 공학이나 신경생리학, 로봇공학에서는 인간의 2족 보행 메커니즘을 알아내는 것이 중요한 연구과제이며 그에 대한 연구 성과는 재활도구나 컴퓨터 애니메이션 및 인간형 로봇과 같은 다양한 응용분야에 있어서의 기초 기술로서 제공되어질 것을 기대하고 있다. 반면에 인간의 2보행 운동은 신경계와 역학계에 의한 복잡한 상호작용으로, 그 실현 메커니즘에 있어 신경계의 구체적인 제어방법에 관해서는 그 복잡성 때문에 아직 많은 부분이 불명확하게 남겨져 있다. 따라서 전문가에 의한, 매번 시행착오를 통해 신경계의 상세한 설계를 할 필요가 있다. 이 논문은 유전자 프로그래밍을 이용하여 신경계의 구조와 Parameter를 자동적으로 최적화하는 모델을 제안하고 시뮬레이션을 통해 타당성을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제16권10호
• /
• pp.957-962
• /
• 2010

If we want to recognize the human's emotion via the facial image, first of all, we need to extract the emotional features from the facial image by using a feature extraction algorithm. And we need to classify the emotional status by using pattern classification method. The AAM (Active Appearance Model) is a well-known method that can represent a non-rigid object, such as face, facial expression. The Bayesian Network is a probability based classifier that can represent the probabilistic relationships between a set of facial features. In this paper, our approach to facial feature extraction lies in the proposed feature extraction method based on combining AAM with FACS (Facial Action Coding System) for automatically modeling and extracting the facial emotional features. To recognize the facial emotion, we use the DBNs (Dynamic Bayesian Networks) for modeling and understanding the temporal phases of facial expressions in image sequences. The result of emotion recognition can be used to rehabilitate based on biofeedback for emotional disabled.