Recently, the advanced development of smart devices has increased the interest in health-care, and many people are paying more attentions to disease prevention than disease treatment. Among these prevention methods, the bare body movement has received much attention, and especially walking exercise is attracting much attention because it is enjoyable without any restrictions on place and time. Walking exercise is generally divided into two types: walking on the ground and climbing the stairs. Walking up the stairs consumes much more calories compared to walking on the ground. These walking exercises have the advantage that they can be easily performed by male and female without special equipments or economic considerations. However, there is a lack of applications and systems that accurately determine such walking and stair walking and measure momentum according to stair walking. In this paper, we designed and implemented a real-time walking status analysis system using smartwatch's, pedometer, smartphone's barometer and beacons.
The primary purpose of a TKA is to restore normal knee function Therefore, ideally, a TKA should: (a) maintain the natural leverage of the knee joint muscles to ensure generating adequate knee muscle moments to accomplish daily tasks such as rising from climbing stairs; (b) provide adequate knee joint stability. A 16-channel MyoResearch XP EMG system was used to collect the differential input surface electromyography signals VM, VL, RF, BF, ST during climbing/descending stair tests. A Peak Motion Measurement System was used to collect the kinematic and kinetic data. AKIN-COM Ill isokinetic dynamometer was used for EMG of VM, VL, RF, BF and ST during maximal voluntary contraction. I Quadriceps EMG results for the VM of the passed 1year group limb demonstrated significant less RMS EMG than that of the passed 3year group limb $60^{\circ}-15^{\circ}$ of knee flexion(p<0.05). The VL of the passed 1year group limb also demonstrated significants less RMS EMG than that of the passed 3year group limb from $60^{\circ}-45^{\circ}$ of knee flexion(p<0.05). Similar to the VM and VL, the RF of the passed 1year group limb showed less RMS EMG than that of the passed 3year group limb from $60^{\circ}-30^{\circ}$ do knee flexion(p<0.05). Hamstring EMG results for the BF of the passed 1year group limb demonstrated less RMS EMG than that of the passed 3year group limb from $75^{\circ}-15^{\circ}$ of knee flexion(p<0.05). The passed 1year group limb tended to have less ADD displacement(p<0.071) than that of the passed 3year group limb. There was no significant difference of the ABD displacement between the passed 1year group and the passed 3year group limbs(p<0.73). The passed 3year group used compensatory adaptation movement strategies to compensate for the strength deficit of passed 3year group limbs. The passed 3year group limb also increased the quadriceps muscle activation level to produce more knee extension moment to compensate for the short quadriceps moment arm. The passe 3year group limb might have an unstable knee joint in the medio-Iateral direction during the climbing/descending by showing a tendency of more ADD displacement and greater hamming co-activation EMG than the passed 1year group limbs. The TKA design was not able to help the knee joint to produce adequate knee extension moment with less quadriceps muscle effort. I think that old man needs continuous exercise for muscle strength.
A swarm-bot docking with two independent robots aiming at overcoming obstacles or climbing up/down stairs is introduced how it can be manufactured and controlled. Utilizing the fast mobility of the vehicle robot and cooperating between robots expands the applications of the robot. An algorithm for identifying the partner robot and its generic mechanism enabling the docking of two robots are addressed. The designed swarm-bot has advantages in terms of overcoming obstacle or stair climbing which is not easily implemented by a single robot, increasing the adaptability to the environment.
본 연구는 일상생활에서 흔히 접하게 되는 시설물 중 낙상의 위험이 큰 계단과 경사로 오르기 동안 젊은 성인과 노인들의 압력중심이동 경로와 족저압 변화에 대해 알아보았다. 측정도구는 MatScan system(Tekscan, USA)을 사용하였다. 보행 조건(평지 보행, 계단 오르기, 경사로 오르기)에 따른 족저 영역별 족저압의 차이를 알아보기 위해 일원배치분산분석(One-way ANOVA)을 사용하였다. 압력중심 이동경로는 젊은 성인의 경우 평지 보행과 비교해 계단 오르기에서 조금 짧아졌으며 전족부에서는 외전하는 경향이 나타났다. 경사로 오르기에서는 대체적으로 내전되는 경향이 나타났고 특히 입각기 말기에 엄지발가락으로 압력중심이 이동하였다. 노인의 경우 평지 보행과 비교해 계단 오르기에서 압력중심 이동 경로가 짧아졌으며 앞뒤로 이동이 많았으며 전족부에서는 외전되었다. 경사로 오르기에서는 압력중심이 좌우로 이동하는 경향이 나타났다. 족저 영역별 최고 족저압은 젊은 성인의 경우 평지보행과 비교해 경사로 오르기 에서 2-3번째 중족골두 영역과 후족부 영역의 최고 족저압이 유의하게 감소하였다. 노인의 경우 첫 번째 중족골두 영역은 계단 오르기에서 최고 족저압이 증가하고 경사로 오르기에서 최고 족저압이 감소하였고, 두 번째 중족관절 영역과 후족부 영역은 평지 보행과 비교해 경사로 오르기에서 최고 족저압이 감소하였다. 같은 기울기의 계단과 경사로 오르기 동안 최고 족저압은 대체적으로 경사로 오르기에서 변화가 크게 나타났다.
본 연구는 노인의 계단과 경사로 오르기와 평지보행 동안 하지의 운동학적 변화를 분석하는 것이었다. 건강한 노인 14명(남:10, 녀:4)이 실험에 참여하였으며 측정도구는 삼차원동작분석기인 Vicon system(Vicon, Oxford Metrics, England)을 사용하였다. 보행주기 각 시점에서 하지 관절의 각도 변화를 보행 조건(평지, 계단, 경사로)에 따라 알아보기 위해 일요인 반복측정 분산분석(one-way repeated measure of ANOVA)을 사용하였다. 전후면상에서 골반은 평지 보행에서 보행 주기 동안 전방굴곡이 나타났으며 계단과 경사로 오르기에서 전방굴곡이 증가하였다. 고관절과 슬관절는 모두 평지보행과 비교해 계단 오르기에서 굴곡이 더 증가하였다. 족관절은 평지보행과 비교해 경사로 오르기에서 굴곡이 더 증가하였다. 좌우면상에서 보행 주기 동안 평지보행과 비교해 계단 오르기에서 골반이 크게 올라갔으며 고관절도 계단 오르기에서 내전과 외전의 변화가 크게 나타났다. 또한 슬관절도 계단 오르기에서 내반이 증가하였고 족관절 역시 계단 오르기에서 내번이 증가하였다. 수평면상에서 보행 주기 동안 골반은 평지 보행과 비교해 계단과 경사로 오르기에서는 내회전이 대체로 증가하였고 고관절은 계단과 경사로 오르기에서 내회전이 증가하였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 슬관절은 계단 오르기에서 대체적으로 내회전이 증가하였고 족관절은 계단 오르기에서 대체적으로 외회전이 증가하였다. 이러한 결과는 노인의 계단과 경사로 오르기는 평지 보행과 비교해 하지의 운동학적 보행 변수들을 크게 변화시키는 것을 알 수 있었다.
천궁의 메탄올 수용액 추출물의 진정 작용을 밝히기 위하여 staircase test를 시행하였으며, 근육이완 효과를 검색하기 위하여 rotarod test를 시행하였다. 진정 작용의 기전 구명을 위하여 GABA 및 glycine 수용체에 작용하는 약물인 picrotoxin, yohimbine, isoniazid, strychnine 등의 약물을 이용하여 발작 유도에 걸리는 시간을 비교 관찰하였다. 또한 생체에서의 안전성을 검증하기 위하여 Irwin의 행동시험 및 신경세포에 대한 독성을 평가하기 위하여 MTT test를 실시하여 다음의 결과를 얻었다. 1. Staircase 실험에서 천궁 추출물을 10mg/kg 용량으로 경구 투여했을 때 climbing수는 대조군과 차이가 없었으나, rearing수에서는 대조군에 비하여 42%의 감소를 보였다. 2. 30mg/kg의 용량으로 경구 투여했을 때, climbing수는 대조군과 차이가 없었으나, rearing수에서는 51%의 감소를 유발하였다. 3. 근육이완 작용을 탐색하기 위한 rotarod 실험에서는 대조군과 차이를 나타내지 않았다. 4. 천궁 추출물의 투여는 picrotoxin, isoniazid, yohimbine에 의한 발작에서는 큰 변화를 유발하지 않았으나, strychnine에 의한 발작 유도시간은 41%의 증가를 유발하였다. 5. 일반 행동에서도 특이한 변화를 유발하지 않았으며, 신경세포에 적용했을 때 특이한 독성 반응을 나타내지 않았다. 천궁의 메탄을 수용액 추출물은 현저한 진정 작용을 유발하며, 그 작용 기전으로서 glycine의 작용을 증가시켜 chloride ion의 세포내 유입으로 인한 억제성 신경전도를 유도한다고 사료된다. 또한 근육이완 작용도 나타나지 않았으며, 특이한 생체독성도 유발되지 않은 것으로 보아, 향후 치과임상에서 진정요법의 한 수단으로서 사용될 수 있다는 가능성을 제시한다.
The purpose of this study was to investigate the effects of walking aid on hemiplegic gait of chronic stroke patients. Twelve stroke patients participated in this study. Physiological cost index (PCI), gait speed, and climbing stairs with and without walking aid were measured and analyzed. The results showed that walking with walking aid significantly improved gait speed and reduced physiological cost index and time needed to climb stair (height 7 cm) in comparison with a walking without walking aid. In conclusion, walking aid may improve the speed and efficiency of hemiplegic gait in chronic stroke patients.
This study was conducted to characterize the gait of a person climbing or descending the stairs. Using our motion analysis system (Vicon 370), gait patterns of ten healthy females (18.8 - 19.6 yrs. old) were measured 1) when a subject tip-toed the stairs, 2) when a subject climbs the stairs with the whole foot, and 3) when a subject went down the stair, respectively. The results of each cases were compared with the data for the level walking collected from 21 healthy females in the previous studies. The stairway gait data can be used as a useful reference in the design of artificial limbs for the lower-limb amputee.
본 논문은 차륜형 캐터필러 및 좌석 위치 가변 구조를 갖는 휠체어 계단 이동 보조기기의 구조에서 비롯되는 계단 이동 중 직진 주행 이탈 상황을 모델링 하고 추정 및 보정하는 알고리즘을 제안하였다. 주행 이탈 상황은 플랫폼의 Yawing 상황 모델 분석으로 주행 환경 특성상 Roll, Pitch와 Yaw 사이에 관계를 이용하여 Yaw값 변화 추이를 추정 하였으며, 차륜 구동 제어기의 제어변수 및 좌석 위치 제어 변수로 활용하였다. 정량적 검증 결과 약 10°의 Yawing 상황에서 약 7초 내외로 직진성 보정을 확인 하였으며, 좌석 위치 변화로 경로 보정간 회전 각속도를 47.5% 감소 시켜 직진성 보정에 효과가 있음을 확인 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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