• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2012년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.181-182
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• 2012

본 연구는 뇌졸중으로 인한 성인 편마비 환자의 계단 높이에 따른 보행 훈련을 통하여 균형과 근활성도 변화를 분석하는데 목적이 있다. 뇌졸중으로 진단받은 편마비 환자 30명을 대상으로 5cm, 10cm, 15cm 높이의 계단 보행 훈련군으로 나누어 계단 보행 훈련을 실시하였으며, 임상적 균형능력 측정도구인 Berg Balance Scale(BBS), Timed up and go(TUG), Functional Reach Test(FRT)와 근활성도를 측정하였다. 연구결과 균형변화에서는 세 군간 계단 보행 훈련 전과 후의 균형 변화량이 통계학적으로 유의한 차이가 나타나지 않았으나(p>.05), 10cm 높이 계단 보행 훈련군에서 가장 큰 변화량을 보였다. 근활성도변화에서는 계단 오르기시 10cm 높이 계단 보행 훈련군에서 넙다리곧은근, 넙다리두갈래근, 장딴지근, 15cm 높이 계단 보행 훈련군에서 모든 근육들이 통계학적으로 유의한 차이를 보였으며(p<.05), 계단 내리기시 근활성도 변화에서는 5cm 높이계단 보행 훈련군에서 앞정강근와 장딴지근, 10cm 높이 계단 보행 훈련군에서 모든 근육들이, 15cm 높이 계단 보행 훈련군에서 넙다리두갈래근, 앞정강근, 장딴지근이 통계학으로 유의한 차이를 나타내었다(p<.05). 따라서, 높이에 따른 계단 보행 훈련은 편마비 환자의 임상적 균형 능력과 근활성도를 변화시키는데 영향을 줄 수 있으며, 특히 10cm 높이 계단 보행 훈련군에서는 다른 높이의 계단 보행 훈련군에서 보다 약간 상대적인 증가를 보였다.

• 대한교통학회지
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• 제20권1호
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• pp.149-156
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• 2002

본 연구는 보행자 시설 중 계단과 대기공간에 대해 공학적으로 합리적인 분석방법을 제공하고 이를 통해 안전하고 편리한 보행시설의 제공을 도모하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구를 위해 계단과 대기공간에 대한 외국의 조사방법과 분석방법을 참조, 비교하여 서비스 수준 결정기준을 정하고 용량 값을 산출하여 우리나라 현실에 맞는 적정한 설계기준을 산출하기 위해 노력하였다. 계단의 경우 효과척도로 보행 교통량을 그리고 대기공간에 있어서는 1인당 점유면적을 사용하였다. 현장 조사 결과 계단에서의 보행량은 보행자가 군을 형성했을 경우와 그렇지 않은 경우 최대 보행량에 차이가 나는 것을 고려하여 보행자 군의 형성 여부에 따라 서비스 수준의 기준을 다르게 제시하였으며, 대기공간의 경우에는 1인당 점유면적을 한국인의 평균체형을 기준으로 하여 서비스 수준의 기준을 제시하였다. 계단과 대기공간에 있어서 이러한 조사와 분석을 통해 산출된 결과는 외국의 경우와 다른 값을 나타내는데, 계단에 있어서는 실질적으로 이용할 수 있는 유효계단 폭에 따라 최대 보행 교통량의 타이가 크게 나타났으며, 대기공간의 경우에는 한사람이 점유 할 수 있는 용량상태에서의 공간이 0.2$m^2$/인으로 외국의 경우보다 적게 나타난다.

• 한국운동역학회지
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• 제18권1호
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• pp.169-178
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• 2008

본 연구는 계단 보행 중 연속적인 두 스텝의 3차원적 지면반력 파라미터를 제공하고, 계단의 너비에 따른 지면 반력 파라미터의 차이 및 비대칭성과 일관성을 규명하는데 있다. 10명의 성인 대상자가 본 실험에 참여하였으며, 각 10번의 평지, 상향 및 하향보행을 3가지의 다른 너비의 계단에서 실시하였다. 본 연구를 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 계단의 너비는 대부분의 지면반력 파라미터들의 패턴이나 일관성, 비대칭지수에 영향을 미치지 않았다. 둘째, 평지 보행과 계단보행은 지면반력 파라미터의 패턴에서 큰 차이를 보였다. 평지보행과 상향보행은 Fz1, Fz2, 그리고 Fz3로 구성되는 "M" 형태를 보인 반면에 하향보행에서는 Fz2가 거의 없고 큰 Fz1과 작은 Fz3로 구성된 패턴을 보였다. 또한 계단 보행은 평지보행과 매우 다른 전 후 지면반력 패턴을 보였다. 즉 상향보행은 Fy1이 존재하지 않는 패턴을, 하향보행은 Fy2가 존재하나 매우 작은 크기를 보였다. 셋째, 계단보행의 수직 지면반력 파라미터들은 적용가능한 일관성 지수 및 비대칭 지수를 나타내었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.395-402
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• 2015

본 논문에서는 곤충형 다리 구조를 갖는 4족 로봇의 정적 계단 보행 시 계단과의 충돌 제약이 없는 효율적인 걸음새 궤적 생성 방법을 제안한다. 우선 4족 로봇의 순기구학 및 역기구학 모델을 각기 대수학적 방법과 기하학적 방법으로 유도한다. 제안한 방법에서는 보행 시작 위치에서 수직 상승 후 사인 파형의 계단 보행 궤적을 생성하고, 계단과의 충돌을 피하기 위한 보행 궤적의 계수를 설정한다. 또한 안정적인 계단 보행을 위한 걸음새 순서를 결정한다. 마지막으로, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 계단 보행 방법의 효용성 및 실제 적용 가능성을 검증한다.

• 한국운동역학회지
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• 제19권3호
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• pp.435-448
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• 2009

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.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.1039-1048
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• 2015

본 논문에서는 곤충형 다리 구조를 갖는 4족 로봇의 효율적인 계단 보행을 위해 유전 알고리즘(Genetic Algorithm: GA)에 기반한 계단 보행 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 우선 계단 보행을 위한 요소와 도달 영역을 정의한다. 또한 GA 수행을 위한 유전자와 적합도 함수를 설정하고, GA를 이용하여 최소 이동 거리와 최적 에너지 안정도 여유(Energy Stability Margin: ESM)을 갖는 4족 로봇의 착지 지점을 탐색하여 걸음새 궤적을 생성한다. 마지막으로, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 계단 보행 방법의 효용성 및 우수성을 검증한다.

• 대한교통학회지
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• 제35권5호
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• pp.396-408
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• 2017

한국은 고령자가 폭발적으로 증가하고 있다. 또한 고령자의 경제활동과 고령자의 통행빈도 또한 증가 할 것으로 예상된다. 반면에 고령자의 보행 중 낙상 등의 사고는 꾸준히 증가하고 있으며, 고령자의 보행시설 만족도는 최하위이다. 본 논문에서는 이러한 결과의 이유들 중에 하나를 고령자들의 보행능력(일반인 대비 약 75%)을 고려하지 않은 보행 교통 시설물에서 찾았다. 이에 고령자들이 가장 불편함을 호소하는 계단 이용시 나타나는 고령자의 운동역학적인 보행특성을 동작분석시스템으로 알아보았다. 여러 보행변수들을 분석한 결과, 현재의 계단 높이로 규정되어 있는 18cm의 계단 높이는 고령자가 오름과 내림 보행 시 과도한 힘이 소요되며, 신체 중심이 흔들려 몸의 균형을 잡기에도 어려운 것으로 분석되었다. 이에 본 논문에서는 고령자 집단의 보행특성을 보여주는 보행변수들 간의 군집분석을 통하여 계단 챌면의 높이를 15cm 이하로 설정할 것 등의 계단 설계 기준을 제시하였다. 이는 일반인에게는 큰 변화는 아니지만 고령자에게는 통행빈도와 활동범위를 넓혀 보다 많은 사회경제 활동을 촉진 시킬 수 있을 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.72-77
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• 2011

현대 도시는 수평적 토지이용의 제한, 지가 상숭, 인간 요구의 다양화 등으로 인하여 도시기능의 일부를 지하공간으로 흡수하고자 하는 노력이 증가하는 추세이다. 따라서 건축물의 지하층, 지하철 역사 등이 점차 대심도화 되어 지하공간에서 지상으로 피난에 대한 안전성 여부가 부각되고 있다. 그동안 계단에서 군집보행에 관한 연구는 내려가는 군집보행을 중심으로 진행되어 왔으며, 계단에서 올라가는 군집보행에 대한 연구는 거의 전무한 상황이다. 본 연구에서는한 방향 군집유통이 형성되는 지하철 역사 숭강장 내 계단에서 올라가는 군집의 밀도에 따른 보행속도를 직접 실촉하여 조사하였다. 올라가는 보행은 실측결과 경사도 $23^{\circ}$에서 관계식 V=0.638-0.0949p에 의해 보행속도가 결정되며, 이를 일본건축학회에서 제안하는 계단 경사도에 따른 평균보행속도를 근거로 환산하면 경사도 $30^{\circ}$에서는 V=0.597-0.1067p가 되는 것으로 분석되었다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.65-72
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• 2016

본 논문은 계단 보행 조건에서 작동할 수 있는 능동형 대퇴의지를 설계하고 구조 최적화를 통해 경량화를 진행하는 것을 목적으로 한다. 계단 보행 시 무릎에 걸리는 토크는 일반 보행에 비해 크므로 능동형 상대적으로 큰 토크를 낼 수 있는 동력 시스템이 필요하다. 또한 의지의 무게는 사용자의 착용감과 피로감과 연관이 되므로 의지의 경량화 설계 또한 필수적이다. 계단 보행 시 필요한 토크를 만들어내고 경량화와 소형화 구조를 적용하기 위해 플랫형 BLDC 모터를 사용하였다. 다양한 감속 장치를 이용해 필요 토크를 생성하고 작동각도 및 속도를 만족할 수 있게 감속비를 선정하였다. 구조 및 구동부 설계가 완료된 후 최적화를 통해 구조 경량화를 수행하였다. 계단 보행 시 나타나는 하중 조건을 고려하여 최적화를 수행하였으며, 해석 및 실험을 통해 최적화된 구조의 안정성을 검증하였다. 결과적으로 구조물의 강성은 유지하면서 위상 최적화와 형상 최적화를 통하여 무게를 감량하였으며, 공간 효율이 좋아졌다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.46-52
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• 2004

본 논문에서는 키 42cm, 몸무게 1.5kg으로 총 16 자유도를 가진 소형 인간형 로봇의 개발에 관하여 소개한다. 인간형 로봇은 많은 자유도를 가지기 때문에 개발을 쉽게 하기 위하여 제어가 간단한 RC 서보 모터를 구동기로 사용한다. 개발된 로봇은 또한 머리에 소형 디지털 카메라를 장착하고 있어서 주변의 환경에 대한 영상 데이터를 원격지에 있는 호스트 컴퓨터에 무선 모뎀을 통하여 전송할 수 있다. 개발된 로봇은 직진 보행, 회전 보행 등의 평지 보행뿐만 아니라 계단 보행도 수행할 수 있다. 로봇의 움직임을 생성하고 사전에 모의 실험해 볼 수 있는 그래픽 시뮬레이션프로그램과 경로 생성 프로그램은 호스트 컴퓨터에서 구동된다. 실험을 통하여 개발된 로봇이 계단 보행을 수행할 수 있음을 보인다.