• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권6_3호
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• pp.1315-1323
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• 2023

Rehabilitation assistive devices not only assist the rehabilitation therapy and daily life of the disabled and the elderly, but also assist the labor of their caregivers, so various functions are required to improve their quality of life. In this study, a design method considering its practicality is introduced for an active rehabilitation assistive device that can perform both standing and walking assistance by driving various actuators. For this purpose, the force required to assist standing was calculated using statics with the body segmentation method. Also, the overturning stability of the device was verified for various physical conditions and postures. The actuator in the active rehabilitation assistive device was operated by a patient using a graphical user interface in an embedded computer and a touch panel for easy usage. The detailed design was performed for implementation through the help of 3D-CAD and the finite element analysis, and a prototype was produced. Finally, it was proven that the design goal was satisfied by experimental validation.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.46.1-46
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• 2001

This paper describes a control method of hybrid power assistive system for lower body, HAL, with the techniques of Phase Sequence and the application of EMG. Our objective is to attain the power assist control of motion in the lower body effectively with these two methods. The Phase Sequence which performs basic motion controls of HAL is the method that a motion, the Task, is accomplished by dividing each motion into the unit named Phase and ...

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1595-1596
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• 2011

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권6호
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• pp.2376-2383
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• 2015

Assistance of the operator’s walking ability while carrying a load is a challenging area in lower limb exoskeletons. We implement an exoskeleton called the Unmanned Technology Research Center Exoskeleton (UTRCEXO), which enables the operator to walk with a load more comfortably. The UTRCEXO makes use of two types of DC motor to assist the hip and knee joints. The UTRCEXO detects the operator’s walking intention including step initiation with insole-type FSRs faster without using any bio-signals and precedes the operator’s step with a reference torque. It not only reduces interaction forces between the operator and the UTRCEXO, but also allows the operator to walk with a load more comfortably. In this paper, we present the UTRCEXO implementing the walking assistance mechanism with interaction force reduction during walking.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제15권1호
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• pp.39-51
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• 2016

본 연구는 고령자의 스마트폰 이용률 증가에 따라, 고령자가 활용이 가능한 ICT(정보통신기술) 기반의 맞춤형 보행보조기술 개발을 제시하고 이에 대한 사용자 니즈(needs)를 규명하고자 하였다. 맞춤형 보행보조서비스의 형태는 햅틱(진동 및 촉각정보)을 통한 보행안내지원 서비스와 자동 및 셀프 SOS 시스템, 그리고 접근차량의 정보알람 서비스가 포함된 웨어러블(Wearable) 보행안내 보조 장치를 기반으로 한다. 이러한 서비스의 실효성을 검토하기 위하여 189명의 잠재적 고령자와 고령자를 대상으로 그들이 가지는 보행에 관한 심리적 태도 및 각 서비스에 대한 선호도, 그리고 보행안내 보조 장치에 대한 WTP (willingness to pay)를 조사 및 분석하였다. 또한 조사된 변수를 통해 요인분석(Factor analysis)을 수행하였으며 여기서 도출된 요인간 상관관계 파악을 위해 경로모형 (path model)을 추정하였다. 분석된 결과를 통해 연령대에 적합한 보행보조 장치의 맞춤형 서비스의 방향을 제시하였으며, 이는 제품화된 기술에 대한 활용범위를 증대시키고 궁극적으로 고령자의 보행 안전성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 로봇학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.182-188
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• 2023

Due to the acceleration of an aging society, the need for lower limb exoskeletons to assist gait is increasing. And for use in daily life, it is essential to have technology that can accurately estimate gait phase even in the walking environment and walking speed of the wearer that changes frequently. In this paper, we implement an LSTM-based gait phase estimation learning model by collecting gait data according to changes in gait speed in outdoor level ground and stair environments. In addition, the results of the gait phase estimation error for each walking environment were compared after learning for both max hip extension (MHE) and max hip flexion (MHF), which are ground truth criteria in gait phase divided in previous studies. As a result, the average error rate of all walking environments using MHF reference data and MHE reference data was 2.97% and 4.36%, respectively, and the result of using MHF reference data was 1.39% lower than the result of using MHE reference data.

• 문화기술의 융합
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• 제9권2호
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• pp.525-531
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• 2023

초고령사회에 접어 들고 있는 한국은 자립 보행이 어려운 노인 환자의 급증이 예상되며 보행 장애인의 삶의 질 향상을 위하여 다양한 기능의 휠체어 제품의 개발이 필요하다. 최근 수동 휠체어에 장착하여 추진 동력을 제공하는 휠체어 동력 보조 장치가 개발되어 국내 및 세계 시장에 진출하고 있다. 본 연구에서는 한국, 미국, 유럽에서 휠체어 동력 보조장치 제품들이 의료기기 인증을 받는 과정을 비교 분석하였다. 한국은 2등급 의료기기 인증과정이 2021년 개발되었으며, 미국 FDA에서는 기존의 전동휠체어와 같은 Class 2에 해당하여 510k 인증과정을 통과해야 한다. 유럽의 경우에는 특이하게 Class I으로 규정되어 상대적으로 쉬운 자가적합선언을 통하여 CE 마크를 부착할 수 있다. 유럽의 새로운 의료기기 규정인 MDR인증의 어려움을 겪고 있는 한국의 의료기기산업계에서는 상대적으로 쉬운 휠체어 동력보조장치 제품의 세계 시장 진출에 관심을 가져야 할 것이다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.538-546
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• 2015

This paper describes an intelligent ankle assistive robot which provides assistive power to reduce ankle torque based on an analysis of ankle motion and muscle patterns during walking on level and sloped floors. The developed robot can assist ankle muscle power by driving an electric geared motor at the exact timing through the use of an accelerometer that detects gait phase and period, and a potentiometer to measure floor slope angle. A simple muscle assistive link mechanism is proposed to convert the motor torque into the foot assistive force. In particular, this mechanism doesn't restrain the wearer's ankle joint; hence, there is no danger of injury if the motor malfunctions. During walking, the link mechanism pushes down the top of the foot to assist the ankle torque, and it can also lift the foot by inversely driving the linkage, so this robot is useful for foot drop patients. The developed robot and control algorithm are experimentally verified through walking experiments and EMG (Electromyography) measurements.

• 한국운동역학회지
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• 제18권4호
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• pp.125-133
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• 2008

본 연구의 목적은 파워보행 시 하지근의 근활성 정도를 비교 분석하고자 근전도 측정을 통해 파워보행과 일반보행 시 하지근비 평균적분 근전도 및 최대적분 근전도를 측정하였다. 피험자는 근골격계에 이상이 없는 남자 대학생 17명으로 선정하였으며, 실험 간 140 beat/min속도로 보행을 실시하였다. 일반보행 동작과 파워보행 동작의 구간별 근전도치를 비교해 본 결과 일반보행 동작 시 보다, 강하고 힘차게 걷는 파워보행 동작 시에서 측정하고자 하는 하지근의 대부분 근육활동이 전체적으로 높게 나타났다. 특히 보행 동작에서 주동근이 되는 대퇴직근 내측광근, 외측광근의 활동이 일반보행 동작보다 파워보행 동작에서 높게 나타났으며, 발이 지면에서 떨어지기 전 지면을 힘껏 밀 때 사용되어지는 내측비복근, 외측비복근에서, 발뒤꿈치가 지면에 닿을 때 사용되어지는 전경골근에서 일반보행동작보다 파워보행 동작에서 전체적으로 통계적으로 높은 유의한 근육활동이 나타났다. 이는 파워보행 동작이 일반 보행 동작보다 더욱 많은 근육활동을 유발시킴으로 하지근의 근육강화 및 에너지 소비에 직접적으로 도움이 되는 유산소 운동으로써 파워보행을 활용 할 수 있을 것이라 판단되어진다. 따라서 본 연구의 결과 파워보행 동작이 건강유지와 다이어트를 원하는 사람들에게 일반보행 보다 더 높은 효과가 있을 것으로 판단된다.

• 로봇학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.144-151
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• 2017

An important characteristic of people with partially impaired walking ability, such as incomplete paraplegics, is that they are able to generate voluntary motion of lower-limbs. Therefore, wearable robots for the incomplete paraplegic patients require a different assistance method compared to those of complete paraplegics. First, the wearable robot should be controlled to not resist wearer's motion. Second, it should be able to generate assistive torque accurately when needed. In this paper, a wearable robot, called EROWA, for the incomplete paraplegic patients is introduced. EROWA utilizes compact rotary series elastic actuators (cRSEAs) and a control method called the zero impedance control to reduce the mechanical resistance. An assistive torque trajectory is proposed to assist gait in this paper. The proposed method is verified by simulation and experimental studies.