• 재활복지공학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.45-49
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• 2009

본 논문에서는 상지마비 환자의 재활훈련용 로봇의 인터페이스에 사용할 수 있는 데이터글로브를 제안한다. 데이터글로브는 7개의 유연한 각도 센서를 적용하여 손가락과 손목의 굽힘 각도를 측정할 수 있다. 개발된 데이터글로브의 성능은 3D 그래픽을 이용한 시각화로서 확인하였다. 실험결과로부터 개발한 데이터글로브는 손의 움직임을 측정하고, 인터페이스로 사용할 수 있음을 보인다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.1-9
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• 2015

국외의 재활보조기기 추세를 분석하였다. 접어지는 기능이 강화되고, 기존의 동력이 없는 장치에 전동구동 보조모듈이 추가되고, 전반적인 보조기기의 완성도가 향상되고 있다. 특히, 접어지는 기능을 포함한 휴대 및 보관하기 용이한 이동 보조기기가 증가하고 있다. 동력 보조 휠 및 상지보조 모듈이 시장에 진입하고 있다. 상대적으로 성숙된 최신기술을 적용한 신개념의 휠체어가 시장이 나오고 있다. 최신 로봇기술을 응용한 하지 외골격 로봇이 경쟁체제에 돌입하였다. 기립형 휠체어, 경사로, 간단한 계단 이동보조장치가 보편화 되고 있다. 보조기기와 다양한 스마트기기가 결합되고 있다. 이외에도 멋진 디자인, 소재, 가공기술 등에 의한 완성도가 제고 되고 있다.

• 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.

• 전자공학회논문지S
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• 제35S권11호
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• pp.75-87
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• 1998

KARES(KAIST Rehabilitation Engineering System)는 보조자 없이 팔과 다리가 불편한 장애인과 노약자가 쉽게 이동하며 일상 생활을 하는 것을 돕기 위하여, 6 자유도의 로봇 팔과 휠체어에 장착한 형태의 재활 로봇 시스템이다. 재활 로봇 시스템에서 로봇 팔을 프로그램하고 제어할 수 있는 인터페이스 장치는 매우 중요하다. 특히 사용자가 로봇 팔을 직접 제어하는 경우, 사용자의 인지력의 부담이 심하고 조작의 어려움을 느낀다. 이에 대한 해결책으로 로봇이 자율적으로 작업을 수행하기 위한 칼라 비전 시스템을 제안하고 기본적으로 필요한 네 가지 작업을 정하였다. 로봇 팔에 아이-인-핸드 형태로 카메라를 장착하여 칼라 비전 시스템을 구축하고, 탁자 위에 있는 칼라 표식이 부착된 컵을 잡는 작업과 작은 컵을 입 근처로 이동하는 작업을 구현하였다. 그 결과, 실내 환경에서 실시간에 성공적으로 수행되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권8호
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• pp.505-510
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• 2017

본 논문에서는 다양한 견관절 장애 증상에 적용할 수 있는 보급형 상지 재활 로봇의 설계를 다룬다. 견관절의 회전에 수반되는 관절 중심의 위치변화를 추종하고, 사용자의 상지와 장치의 무게를 상쇄하는 3자유도 견관절 추종 및 중력보상 메커니즘을 구현하였다. 다양한 방향의 어깨 재활 동작을 구현할 수 있도록 구동축의 방향을 변환하는 메커니즘을 설계하여, 견관절에 대한 구동기의 상대적인 오리엔테이션을 변화시킴으로써 대표적인 5가지 견관절 동작을 수행할 수 있었다. 동시에 재활 운동 중의 견관절의 위치 변화를 추종하여 자연스러운 견관절 운동을 구현할 수 있었다. 최소의 구동기를 사용하는 보급형 로봇으로도 다양한 견관절 질환에 효과적으로 대응할 수 있음을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제17권1호
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• pp.25-30
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• 2011

착용형 재활 로봇, 스마트 보철기구, 일상생활 동작 모니터링 등 다양한 분야에서 응용되는 보행 패턴의 감지와 분석을 위한 센서 시스템을 On-Shoe 타입, Off-Shoe 타입, 보행 인식 상업용 시스템으로 구분하여 동향을 살펴본다.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권7호
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• pp.709-716
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• 2013

Rehabilitation of finger patients requires that the patients exercise their hands and fingers for proper functioning to return. A thumb rehabilitation robot, equipped with a two-axis force sensor, can prevent injury to the thumb by monitoring the applied pulling force. In this paper, we describe a link-type thumb rehabilitation robot designed for patients' thumb rehabilitation exercise. Tests of the manufactured link-type thumb rehabilitation robot were performed on normal male patients. Our results show that the robot can be used for flexibility and muscle-strength rehabilitation exercises for a patient's thumb.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권4호
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• pp.64-71
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• 2009

A 3-D rehabilitation robot system is developed in this paper. The robot system is for the rehabilitation of upper extremities, especially the shoulder and elbow joints, and has 3-D workspace for enabling occupational therapy to recover physical functions in activities of daily living(ADL). The rehabilitation robot system, which is driven by actuators, has 1 DOF in horizontal rotational motion and 2 DOF in vertical rotational motion, where all actuators are set on the ground. Parallelogram linkage mechanisms lower the equivalent inertia of the control elements as well as control forces. Also the mechanisms have high mechanical rigidity for the end effector and the handle. Passive motion mode experiments have been performed to evaluate the proposed robot system. The results of the experiments show and excellent performance in simulating spasticity of patients.

• 로봇학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.356-364
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• 2017

This paper presents a force control based on the observer without taking any force or torque measurement from the robot which allows realizing more stable and robust human robot interaction for the developed multi-functional upper limb rehabilitation robot. The robot has four functional training modes which can be classified by the human robot interaction types: passive, active, assistive, and resistive mode. The proposed observer consists of internal disturbance observer and external force observer for distinctive performance evaluation. Since four training modes can be quantitatively identified as impedance variation, position-based impedance control with feedback and feedforward controller was applied to the assistive training mode. The results showed that the proposed sensorless observer estimated cleaner and more accurate force compared to the force sensor and the impedance controller embedded with the proposed observer completed the assistive training mode safely and properly.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권9호
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• pp.825-837
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• 2017

본 논문에서는 하지 보행 장애를 가진 환자가 사용하는 크러치에 로봇 기술이 적용된 새로운 타입의 착용식 족형 보행 재활 로봇에 대해 서술하였다. 개발된 로봇의 주된 특징은 크게 세 가지로 나뉜다. 첫 번째, 착용 방식의 특징으로서, 팔꿈치에 착용하여 환자를 보조하는 엘보 크러치와 달리 환자의 가슴부에 족형 로봇을 착용함으로써 보행 시 넓은 가슴 면적으로부터 하중을 분산시키고 팔에 작용하는 집중 하중을 제거하였으며, 팔과 손의 움직임을 자유롭게 하였다. 두 번째, 사용자의 보행 의지를 파악하는 방법으로서, 족형 로봇의 발에 부착된 3축 힘센서를 이용하여 지면 반발력의 크기와 방향으로부터 사용자의 보행의도를 추정하는 알고리즘을 제안하였고 이에 따라 가슴 착용형 로봇을 보행시켰다. 마지막으로, 계단 보행을 위한 근력 강화 방법으로서, 둔턱을 오르내리는 근력 훈련이 가능하도록 바닥 높낮이에 따라 상하 운동 궤적이 변화할 수 있는 둔턱 보행 기능을 구현하였다. 최종적으로 개발된 로봇이 보행 의도를 인지하고 로봇 다리로부터 보행 보조를 효과적으로 수행할 수 있다는 것을 실험을 통하여 확인하였고, 하지 근전도 측정을 통하여 보행 시 로봇이 하지 근력을 보조하는 성능을 정량적으로 검증하였다.