Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.16
no.10
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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.
This study examined the changes in the walking pattern during level walking under low illumination conditions. Fourteen male subjects ($22.1{\pm}2.21$ years, $174{\pm}3.74\;cm$, $68.86{\pm}10.81\;kg$) with normal vision and no disabilities were enrolled in this study. All experiments were performed on a level walkway with three conditions: normal walking (preferred & low speed) and walking with low illumination. 3D motion capturing system was used for acquisition and analysis of the walking motion data with a sampling frequency of 120Hz. The walking speed, normalized jerk(NJ) at the center of mass(COM), wrist and heel, knee and elbow joint angle, ratio of the knee joint angle to elbow joint angle and the toe clearance on stance phase were used to compare the differences in walking pattern between the two illumination conditions, The results showed that the walking speed and joint angles decreased in low illumination, whereas the NJ and toe minimum clearance increased. In low illumination, most variables were similar to effects of low speed walking, but toe clearance was different from the effects of low speed. These results can be used as primary data for examining the changes in the level walking pattern of young adults under low illumination. Further study will be needed to compare these results in young adults with those in the elderly.
Park, Jang-Sung;Seo, Sam-Ki;Lee, Sang-Ho;Jung, Hwa-Su;Lim, Jae-Heon
Journal of the Korean Academy of Clinical Electrophysiology
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v.8
no.2
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pp.33-37
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2010
Purpose : We investigated the effects of the insole types on lower leg muscle activation during treadmill walking. The three insole types investigated for this study were normal insole, medial wedge insole, and viscoheel. Methods : Participants were assigned into three groups. People with foot transformation were excluded from this study. Each participant walked for ten minutes. The first day we applied a normal insole. On the second day, a medial wedge insole was applied. Finally, on the last day a viscoheel was applied. After walking on a treadmill for ten minutes, we measured muscle activation in lower leg muscles (gastrocnemius and tibialis anterior). Surface electromyography (EMG) was used to measure muscle activity. The data were analyzed using one-way analysis of variance (ANOVA) with repeated measures to determine the statistical significance. Results : The results of this study were summarized as follows. While walking on the treadmill, root mean square (RMS) values of the gastrocnemius when the viscoheel was applied were significantly lower than the other insole types. There was no significant difference for the RMS values for the tibialis anterior using viscoheel. The normal insole and viscoheel insole were significantly different in a post hoc analysis. However, there was no significant difference for normal insole and medial wedge insole. Conclusion : Using a viscoheel insole decreases muscle activity of the lower leg. Therefore, in conclusion, the viscoheel insole type reduces the load on the lower leg during walking.
The purpose of this study was to compare EMG activities on the lower limb muscles during power walking and mormal walking. Seventeen subjects who have no known musculoskeletal disorders performed walking exercise at a cadence of 140 beats/min. After surface electrodes were attached to rectus femoris, vastus medialis, vastus lateralis, biceps femoris, tibialis anterior, medial gastrocnemius, averageed IEMG and peak IEMG, were measured. The result showed that the power walking did influence the averaged IEMG and peak IEMG. The EMG activity of the quadriceps during power walking was significantly higher than the corresponding values in normal walking during most phases. The averaged IEMG and peak IEMG of gastrocnemius muscles at the end of the double limb stance increased significantly when going from normal walking to power walking. The results indicate that power walking had greater effect on EMG activities on the lower limb muscles and demonstrate that the wide range of benefits can be obtained from power walking in respect to health and fitness. This study suggests that power walking has the potential to improve aerobic fitness and assist in weight management.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.19
no.12
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pp.1152-1159
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2013
This paper proposes an effective walking system for a hexapod robot on uneven terrain. To overcome the deficiencies of two-pair walking systems, which are effective on even terrain, the use of only three legs changes the steps required for movement. The proposed system receives feedback data from switches attached to the bottom of the legs and gyro sensor to carry out stable walking using the Bezier curve algorithm. From the coordinates of the Bezier curve, which guarantees the circular motion of legs, the motor's angle value can be obtained using inverse kinematics. The angle values are sent to each motor though RS-485 communication. If a switch is pushed by the surface during navigation in the Bezier curve pattern, the robot is designed to change its circular course. Through the changed course, each leg can be located on an optimal surface and the wobble phenomenon is reduced by using a normal vector algorithm. The simulation and experiment results show the efficiency of the proposed algorithm.
Purpose: The accelerometer is a tool for evaluating walking by the displacement of the center of mass (COM) in the body. Recently, smartphones have added an accelerometer app, and it can be used to evaluate outcomemanures in rehabilitation. The purpose of this study was to investigate the COM in the bodies of normal persons and stroke patients using this smartphone application while walking. Methods: Twenty normal persons and twenty-two stroke patients were recruited and had their COM measured using G-walk and the smartphone application, SMAP, during 10 m walking. Subjects repeated the 10 m of walking 3 times, and we used the SMAP, Accelerometer Monitor ver. 1.5.0, to evaluate COM during the walk. To measure the displacement of COM, we used the difference in value between the maximal angle and the minimum anterior-posterior (AP), mediolateral (ML), and rotational angles during the walk. Results: For the normal persons, there was significant correlation between the AP and AP of SMAP, and was also a significant correlation between rotational angle and the ML of SMAP. In the stroke patients, there was significant correlation between AP and ML, and the rotational angle of SMAP. Conclusion: Our research results suggest that if the SMAP system is reinforced in the case of patients who have a greater displacement of COM, it may be used as an evaluation tool during walking.
The purposes of this study were to assess energy expenditure of eight walking activities in normal weight and overweight or obese high school students and to evaluate the accuracy of two accelerometers worn on the ankle and waist. Thirty-five (male 17, female 18) healthy high school students participated in this study. They were classified into normal weight (n=21) and overweight or obese (n=14) groups. The subjects completed five treadmill walking activities (TW2.4, TW3.2, TW4.0, TW4.8, TW5.6), followed by three self-selected hallway walking activities (walk as if walking and talking with a friend: HWL, walk as if hurrying across the street at a cross-walk: HWB, walk as fast as you can but do not run: HWF). Energy expenditure and metabolic equivalents (METs) were measured using a portable indirect calorimeter, and predicted energy expenditures and METs were derived from two accelerometers placed on the ankle and waist. Measured energy expenditures per body weight (kg) of eight walking activities were significantly higher in the normal weight group than in the obese group and significantly higher in female than male. The ankle accelerometer overestimated energy expenditures and METs (bias 49.4~105.5%), whereas the waist accelerometer underestimated energy expenditures and METs (bias -30.3~-85.8). Except for HWF (fast) activity, METs of seven activities were moderate intensity based on Compendium METs intensity categories. HWF (fast) activity was vigorous intensity. METs from the ankle accelerometer were vigorous intensity except TW2.4 activity (moderate intensity). METs from the waist accelerometer were low intensity (TW2.4, TW3.2, TW4.0, TW4.8, HWL) and moderate intensity (TW5.6, HWB, HWF). Physical activity guidelines were developed based on measured physical activity level of high school students. Further studies should investigate the effects of body composition in larger subjects.
Background : Many factors affect foot and ankle biomechanics during walking, including gait speed and anthropometric characteristics. This study examined the effect of walking speed on peak plantar pressure during the walking. Method : Thirty two normal healthy subjects (16 men, 16 women) were recruited. Peak plantar pressure was investigated using pressure distribution platforms (Pedoscan system) under the hallux heads of the first, second, and third metatarsal bones, and heel. Result : The results also suggest that slow walking speeds may decrease forefoot peak plantar pressure in patients with peripheral neuropathy who have a high risk of skin breakdown under the forefoot(p<0.05). Conclusion : The results also suggest that slow walking speeds may decrease forefoot peak plantar pressure in patients with restricted low extremity range of motion who have a high risk of skin breakdown under the forefoot.
Korean Journal of Computational Design and Engineering
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v.16
no.6
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pp.391-396
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2011
Gait is walking attitude and indicating state. The body's gait is a good mix in the center of body mechanics and exercises to wake up gently at the same time switch is a pass which is complicated at legs various joints. The shifting action what swing phase and stance phase rhythmic movement of body. One from piece moves with different dot. Especially plain walking and stair walking as a vehicle has been used frequently. Characteristics of the stair walking while the balanced the horizontal and vertical movement. Stair walking often takes place in everyday. It requires large range more than walking at plain in the moment and joint range of gait motion. And consistently applied to joints and various types of loads at legs joint may involve joint disorders. In this study, spastic cerebral palsy existing artificial limbs for disabled people when developing calibration equinus deformity patients induce muscle pain when walking on stairs independently, to reduce the research. Comparing the characteristics of the walking up the stairs for analysis patellofemoral joint pain as a result it is to provide engineering data.
Purpose: The corticospinal tract (CST) is known to be an important pyramidal tract for walking and motor function. However, very little is known about the functional role of the CST in the recovery of motor function. In the current study, we investigated the relation between the CST and motor function in chronic hemiparetic stroke patients. Methods: Fifty-four patients and 20 normal subjects were recruited. The Functional Ambulation Category (FAC) was used in measurement of the walking ability. We classified patients into three groups according to the ability to walk independently: group A, patients who could not walk independently (FAC: 0-2); group B, patients who could walk independently (FAC: 3); and group C, patd walk functionally (stairs and uneven surfaces, FAC 4-5). The Motricity Index (MI) was used to measure the motor function of the affected upper and lower extremities (maximum score: 100). The fractional anisotropy (FA) value, apparent diffusion coefficient (ADC) value, and fiber volume of the CST were used for the diffusion tensor imaging (DTI) parameters. Results: In terms of the CST of the unaffected hemisphere, the FA value of group A was significantly lower than that of normal controls (p <0.05). The fiber volume of group C was significantly higher than that of normal controls (p <0.05). In contrast, the ADC values of all patient groups and the control group did not show any difference (p >0.05). In terms of lower MI and total MI, significant differences were observed between all patient groups (p <0.05). In addition, significant differences in terms of the upper MI scores were observed between groups A and C and between groups B and C (p <0.05); however, no significant difference was observed between groups A and B (p>0.05). Conclusion: The increased fiber volume of the CST in the unaffected hemisphere appears to be related to functional walking ability in chronic stroke patients. This result would be useful for elucidation of the neural recovery mechanism of walking and the investigation of new modalities for the recovery of walking following a stroke with CST injury.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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