Based on the fact that a human being walks naturally and stably with consuming a minimum energy, this paper proposes a new method of generating a natural gait of 5-link biped robot like human by analyzing a COG (Center Of Gravity) trajectory of human's gait. In order to generate a natural gait pattern for 5-link biped robot, it considers the COG trajectory measured from human's gait images on the sagittal and frontal plane. Although the human and 5-link biped robot are similar in the side of the kinematical structure, numbers of their DOFs(Degree Of Freedom) are different. Therefore, torques of the human's joints cannot are applied to robot's ones directly. In this paper, the proposed method generates the gait pattern of the 5-link biped robot from the GA algorithm which utilize human's ZMP trajectory and torques of all joints. Since the gait pattern of the 5-link biped robot model is generated from human's ones, the proposed method creates the natural gait pattern of the biped robot that minimizes an energy consumption like human. In the side of visuality and energy efficiency, the superiority of the proposed method have been improved by comparative experiments with a general method that uses a inverse kinematics.
To understand the developmental process of the gait pattern from infancy to the adult, a gait analysis for a 14 months female infant has been performed for ten weeks. The gait parameters has been measured every other week since the week when she was able to walk without aid. The infant gait data at the tenth week of the test shows a similar pattern to the adult gait in many aspects including initial knee flexion, initial ankle dorsiflexion, the push-off pattern, etc. There is not a significant change in the hip flexion angle from week to week from the two weeks after the test started. To check the individuality in the collected data, more infant subjects are being tested presently.
Lee S.H.;Lee Y.S.;Choi Y.J.;Lee J.W.;Chae J.W.;Choi E.J.;Kim I.W.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2005.06a
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pp.877-880
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2005
This paper suggests gait analysis and gait simulation method using Gait Motion Capture equipment and plantar pressure measurement system. The gait of normal person and how it will be effected by added weight with wearing military equipments are studied by suggested method. It is measured that a change of gait pattern when wears military equipments with Korean male adult(height 180 cm, weight 70 kg) and simulated its results.
In this study, we developed a robotic walker that actively controls its speed and direction of movement according to the user's gait intention. Sensor fusion between a low-cost light detection and ranging (LiDAR) sensor and inertia measurement units (IMUs) helps determine the user's gait intention. The LiDAR determines the walking direction by detecting both knees, and the IMUs attached on each foot obtain the angular rate of the gait. The user's gait intention is given as the directional angle and the speed of movement. The two motors in the robotic walker are controlled with these two variables, which represent the user's gait intention. The estimated direction angle is verified by comparison with a Kinect sensor that detects the centroid trajectory of both the user's feet. We validated the robotic walker with an experiment by controlling it using the estimated gait intention.
International journal of advanced smart convergence
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v.12
no.3
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pp.61-67
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2023
Gait analysis plays a key role in the research field of exploring and understanding human movement. By quantitatively analyzing the complexity of human movement and the various factors that influence it, it is possible to identify individual gait characteristics and abnormalities. This is especially true for people with walking difficulties or special circumstances, such as amputee, for example. This is because it can help us understand their gait characteristics and provide individualized rehabilitation plans. In this paper, we compare and analyze the differences in ankle joint motion and angles between normal and amputee. In particular, a filtering process was applied to the ankle joint angle data to obtain high accuracy results. The results of this study can contribute to a more accurate understanding and improvement of the gait patterns of normal and amputee.
In this study, the human gait trajectories during normal walking were synthesized using the inverse kinematics and optimization techniques. The synthesis is based on a gait model consisting of a torso and two legs. Each let has three segments: thigh, shank, foot, and has six degrees-of-freedom. In order to synthesize trajectories of this redundant system, the sum of angular displacements of articulating joints was selected as an objective function to be minimized. The proposed algorithm in this study is very useful for the analysis of human gait. For the gait analysis, the trajectories of four points in each leg should be measured. Hpwever, by using the algorithm, measuring the trajectories of two points is sufficient, and thus the experimental set-up can be simplified.
Today we are witnessing an increasingly widespread use of cameras in our lives for video surveillance, robot vision, and mobile phones. This has led to a renewed interest in computer vision in general and an on-going boom in human activity recognition in particular. Although not particularly fancy per se, human gait is inarguably the most common and frequent action. Early on this decade there has been a passing interest in human gait recognition, but it soon declined before we came up with a systematic analysis and understanding of walking motion. This paper presents a set of DBN-based models for the analysis of human gait in sequence of increasing complexity and modeling power. The discussion centers around HMM-based statistical methods capable of modeling the variability and incompleteness of input video signals. Finally a novel idea of extending the discrete state Markov chain with a continuous density function is proposed in order to better characterize the gait direction. The proposed modeling framework allows us to recognize pedestrian up to 91.67% and to elegantly decode out two independent gait components of direction and posture through a sequence of experiments.
Kim, Siyeon;Jung, Dahee;Lee, Joo-Young;Kwon, Jihyun;Lim, Daeyoung;Jeong, Wonyoung
Fashion & Textile Research Journal
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v.23
no.3
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pp.390-405
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2021
Gait analysis trackers have been developed to monitor daily gait patterns to improve users' running performance and reduce the risk of injuries. A variety of gait analysis trackers are available on the market(e.g., foot pods, insoles). Depending on the type of gait analysis tracker, users' discomfort or satisfaction as well as required properties may differ. Hence, the purpose of this study was to compare and analyze user experience of three different types of commercial shoe-mounted gait analysis trackers and their mobile applications in a laboratory environment using questionnaires based on actual experiences of each product. Ten males and ten females who regularly enjoy walking and running exercises participated in the experiment. After the participants set up the tracker and application themselves without support from researchers, ten to thirty minutes' exercise was permitted on each product. Following this, the participants answered questionnaires containing evaluation variables on the device and mobile application, as well as satisfaction, intention to use, recommendation, and purchase. In addition, they were asked questions about the attractive features and shortcomings of each device and application. The results showed that the PRO-SPECS® smart insole was preferred over the others for ease of use, perceived durability, psychological burden of the design, and usefulness of the information provided by the application. Along with the results of questionnaire, this study also discussed strategies and recommendations for future product design and development.
Mechanical loading to bone cells using simple sine wave or constant wave fluid flow has been widely used for in vitro experiments. Human gait is characterized by a complex loading to bones of lower extremities which results from a series of events consisting of heel strike, foot flat and push-off during the stance phase of the gait cycle. Telemetric force analyses have shown that human femora are subject to multiphasic loading. Therefore, it would be ideal if the physiologic loading conditions during human walking can be used for in vitro mechanotransduction studies. Here, for a mechanotransduction study, we develop it fluid flow system (FFS) in order to simulate human physiologic mechanicalloading on bone cells. The development methods of the FFS including the COR (Center for Orthopedic Research), monitor program are presented. The FFS could generate various multiphasic loading conditions of human gaits with output flow. Wall shear distribution was very uniform, with 81 % of the effective loading area of the culture on a glass slide. Our results demonstrated that the FFS, provide a new translational approach for unveiling molecular mechanotransduction pathways in bone cells.
This paper presents a design and a control of a New Reciprocating Gait Orthosis and dynamic walking simulation for this system. The New Reciprocating Gait Orthosis is distinguished from other one by which has a very light-weight and a new RGO type with servo motors. The gait of a New Reciprocating Gait Orthosis depends on the constrains of mechanical kinematics and initial posture. The stability of dynamic walking is investigated by ZMP(Zero Moment Point) of the New Reciprocating Gait Orthosis. 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 card injury patients are able to train effectively with a Reciprocating Gait Orthosis. The New Reciprocating Gait Orthosis was able to keep smooth walling by the orthotic servo motors and hybrid system, make a sequence of flexion and extension of the joint during the walking. Also, the New Reciprocating Gait Orthosis turned out to be a satisfactory orthosis for walling training, for the spinal cord injury patient.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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