외골격 로봇은 군사, 산업 및 의료와 같은 다양한 분야에서 사용되도록 개발된 기술이다. 외골격 로봇은 착용자의 움직임을 감지하여 작동한다. 외골격 로봇이 착용자의 일상적인 행동을 인지함으로써 착용자를 신속하게 보조하고 시스템을 효율적으로 활용할 수 있다. 본 연구에서는 피실험자로부터 얻은 운동학적 데이터를 통해 LDA, QDA, kNN을 활용하여 보행유형을 분류한다. 보행은 주로 일상생활에서 수행되는 일반보행과 계단보행을 선정하였다. 피실험자에게 7개의 IMUs 센서를 정해진 위치에 부착하여 운동학적 요소를 측정 하였다. 결과적으로, LDA는 78.42%, QDA는 86.16%, kNN는 k값에 따라 87.10% ~ 94.49%의 정확도로 분류하였다.
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 논문에서는 사물인터넷 환경에서 걷기운동을 재미있게 할 수 있는 게임형 콘텐츠의 설계 및 구현, 효과에 대한 검증사례를 소개한다. 이 콘텐츠는 비콘이 설치된 계단을 걸음으로써 소모 칼로리를 계산하고 지속적으로 활동하도록 유도함으로써 운동효과를 향상시키도록 설계되었다. 본 콘텐츠의 설계 목표는 바쁜 현대인들이 활동 공간 안에서 가볍게, 재미있게, 지속적으로 운동할 수 있도록 하는 것이며 이 효과는 걷기 행사에 참여한 다수 사용자의 후기를 통하여 확인되었다. 본 콘텐츠는 여러 유형의 헬스 케어 시스템에 융합 가능할 것으로 기대한다.
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.
동력의족은 하지 절단 환자나 다리근력이 부족한 사람들의 보행 보조를 위해 사용된다. 동력의족의 자연스러운 구동을 위해 선 보행단계가 잘 분류되어야 한다. 물리센서를 이용하여 보행단계를 분류하는 기존 연구는 동력의족이 사전에 훈련된 보행속도로만 재현되는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 물리센서를 사용하지 않고, 근전도 신호만을 이용하여 오르막, 내리막 계단보행을 각각 4단계로 분류하는 방법을 제안한다. 근전도 신호를 RMS, VAR, MAV, SSC, ZC, WAMP 특징으로 산출하여 LDA(Linear Discriminant Analysis) 분류기를 통해 보행단계를 인식한다. 훈련 단계에서는 AHRS센서를 이용하여 무릎각도 변화에 따른 보행단계 범위를 생성한다. 실험 결과, 선행 연구의 경우 오르막 보행에서 평균 58.5%, 내리막 보행에서 35.3%의 정확도를 보인다. 반면, 제안하는 방법은 오르막 보행에서 평균 85.6%, 내리막 보행에서 69.5%의 인식률을 보인다. 또한, 본 연구를 통해 개별 근육 별 보행단계 평균 인식률을 분석하였다.
본 연구는 미국 유타주에 거주하는 10-15세 어린이와 청소년들의 허리둘레가 electronic pedometer (전자 보수계)의 타당성과 신뢰성에 미치는 영향을 분석하기 위하여 비만집단 10명(HWC, BMI $28.91\pm3.07$)과 일반집단 10명 (LWC, BMI $18.05\pm1.55$)으로 총 20명(14 Hispanic and 6 Caucasian)의 어린이와 청소년들을 대상으로 실시하였다. Electronic pedometer 의 신뢰성을 측정하기 위하여 각 어린이는 Yamax SW-701 electronic pedometer 를 허리에 차고 15계단 오르기와 15계단 내리기를 3 sets 실시한 결과, HWC 집단이 LWC 집단보다 더 많은 보수를 기록했으나 오르기와 내르기 시행의 주 효과는 유의한 차이가 없었고, 또 두 집단간의 상호작용에도 유의한 차이가 없었다. 보수를 측정하여 pedometer의 타당성에 허리둘레가 미치는 영향을 분석하기 위하여 각자의 보행 속도에 따라 400 m를 걷게 한 결과 주 효과는 두 집단 간에 유의한 차이가 있었으나 counting technique (hand-counted vs. pedometer counted)의 주 효과는 유의한 차이가 없었으며, 또 400 m 걷기의 시기와 group별 시기의 상호작용도 유의한 차이가 없었다. 이러한 결과는 pedometer가 walking steps 측정에 HWC 집단과 LWC 집단에 동일하게 타당도가 있음을 나타내고 있다. 추후의 연구에서는 어린이들의 walking speed, pedometer tilt angle, leg length, 및 stride length 등을 고려한 연구가 필요하다고 사료된다.
Objective: The purpose of this study was to investigate the effects of combined exercise on the change of postural control, functional status in patients with osteoarthritis of the knee. Methods : The subjects were consisted of 24 women patients fifties and sixties with knee osteoarthritis. Each group had a exercise for 30 minutes per day and three times a week during 8 weeks period. Was used to measure muscular function(60, $180^{\circ}/sec$), postural control. functional capacity(15 M walking test, Rising form a chair test, stair climbing and descending test) and the functional state of a joint(WOMAC). Results: This study results in following 1. In case of muscular function have significantly increased in both groups. 2. There was no significant difference in the postural control of the bilateral between two groups. However, the postural control of a isokinetic exercise program group showed a significant difference in the bilateral side(overall, $M{\cdot}L$ stability index). Especially, the change of postural control in the isokinetic plus postural control exercise program group decreased more significantly in the bilateral(overall, $A{\cdot}P$ stability index). 3 It was significantly decreased in climbing and descending the stairs, and rising from the chair, although functional capacity decreased in lam walking in both groups. 4. The functional state of a joint(WOMAC) showed a significant decrease in both groups. Conclusion : In order to improve the functional status and postural control of patients with osteoarthritis of the knee, performing exercise programming of isokinetic plus balance will be more effective than the exercise program composed of only the isokinetic exercise program.
[Purpose] This preliminary study aimed to develop a regression model to estimate the non-exercise activity thermogenesis (NEAT) of Korean adults using various easy-to-measure dependent variables. [Methods] NEAT was measured in 71 healthy adults (male n = 29; female n = 42). Statistical analysis was performed to develop a NEAT estimation regression model using the stepwise regression method. [Results] We confirmed that ageA, weightB, heart rate (HR)_averageC, weight × HR_averageD, weight × HR_sumE, systolic blood pressure (SBP) × HR_restF, fat mass ÷ height2G, gender × HR_averageH, and gender × weight × HR_sumI were important variables in various NEAT activity regression models. There was no significant difference between the measured NEAT values obtained using a metabolic gas analyzer and the predicted NEAT. [Conclusion] This preliminary study developed a regression model to estimate the NEAT in healthy Korean adults. The regression model was as follows: sitting = 1.431 - 0.013 × (A) + 0.00014 × (D) - 0.00005 × (F) + 0.006 × (H); leg jiggling = 1.102 - 0.011 × (A) + 0.013 × (B) + 0.005 × (H); standing = 1.713 - 0.013 × (A) + 0.0000017 × (I); 4.5 km/h walking = 0.864 + 0.035 × (B) + 0.0000041 × (E); 6.0 km/h walking = 4.029 - 0.024 × (C) + 0.00071 × (D); climbing up 1 stair = 1.308 - 0.016 × (A) + 0.00035 × (D) - 0.000085 × (F) - 0.098 × (G); and climbing up 2 stairs = 1.442 - 0.023 × (A) - 0.000093 × (F) - 0.121 × (G) + 0.0000624 × (E).
여객선을 이용하는 대부분의 일반 승객들은 승선환경 비숙련자이기 때문에, 재난환경에서 일반승객의 행동특성을 파악하고 이를 재난대응방안수립에 반영하는 것은 매우 중요한 일이다. 이 연구는 재난상황 중 발생 가능성이 매우 높은 정전조건에서 선내환경 비숙련자들의 이동특성을 파악한 것이다. 연구성과를 정리하면 다음과 같다. 정상조명조건에 비해 정전조건일 때의 이동시간이 전구간에서는 155.8~247.1 %, 복도 구간에서는 56.9~331.7 %, 계단 구간에서는 75.3~152.9 % 각각 더 소요되는 것으로 측정되었다. 정전조건 시나리오 중에서도 피난유도기구가 설치된 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 이동시간이 전구간에서는 21.6~24.0 %, 복도구간에서는 37.7~58.9 %, 계단구간에서는 18.7~19.2 % 각각 짧았다. 피난유도기구가 없는 정전조건에서 이동에 도움을 준 것이 무엇인가라는 설문에 대해 유효응답자의 60.7 %가 벽/계단(35.7 %), 핸드레일(25 %) 등 선내 구조물을 선택하였고, 28.6 %는 개인적 직감에 따라 이동하였다고 응답하였다. 그러나 피난유도기구가 부착된 실험에 참여한 후 동일한 설문에 대해서는 유효답변의 50 %가 피난유도기구를 선택하였다.
The gait training strategy in very important things for central nervous system(CNS) injury patients. There are many method and strategy for regaining of the gait who had CNS injury. A human being has central pattern generator(CPG) is spinal CPG for locomotion. It is a neural network which make the cyclical patterns and rhythmical activities for walking. Sensory input from loading and hip position is essential for CPG stimulation that makes the central neural rhythm and pattern generating structure. From sensory input, the proprioceptive information facilitate proximal muscles that controlled in voluntarily from cortical level and visual and / or acoustical information facilitate distal muscles that controlled voluntarily from subcortical level. Gait training method can classify that is functional level and structural level. Functional level includ level surface gait, going up and down the stair. It is important to facilitate a guide tempo in order to activate the central pattern generators. During the functional test or functional activities, can point out the poor period in gait that have to be facilitate in structural level. There are many access methods with patient position and potentiality. The methods are using of rhythmic initiation, replication and combination of isotonic with standing position. Clinically using it on weight transfer onto the stance leg, loading response, loading response and pre-swing, terminal stance, up and downwards stairs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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