• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.167-174
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• 2020

본 연구는 세계적인 선수를 대상으로 남자 기계체조 도마 종목에서 로페즈 기술을 수행했을 때 성공 동작과 실패 동작에 따라 운동학적 차이를 비교 분석하였다. 연구대상은 올림픽 금메달리스트 YHS 선수(나이: 27세, 신장: 160cm, 체중: 53kg중)이였고, 14대의 적외선 고속카메라를 이용하여 도마 동작을 촬영하였다. 원하는 동작 자료획득과 분석을 위해 19mm 반사 마커 26개를 해부학적 주요지점에 부착시켰고, 15개 분절 신체모델을 사용하여 운동학적 변인 계산을 실시하였다. 분석 결과 첫째, 구름판 접촉구간에서 성공 동작의 소요시간이 실패 동작보다 길었으며, 성공 동작은 슬관절의 가동범위를 실패 동작보다 크게 하였다. 둘째, 제1비약에서 성공 동작과 실패 동작의 소요시간은 동일하였다. 성공 동작은 실패 동작보다 짧은 수평이동을 했으며, 높은 수직위치와 도마 착지각을 보였다. 셋째, 도마 접촉구간에서 성공 동작의 소요시간이 실패 동작보다 짧았다. 성공 동작은 도마접촉 순간에 실패 동작보다 좌측 견관절각을 크게 하였다. 넷째, 제2비약에서는 성공 동작의 소요시간이 실패 동작보다 길었으며, 긴 수평이동을 나타냈다. 성공 동작은 도마이륙 순간 우측 견관절각을 크게 하였고, 비틀기 각속도는 빨랐다. 종합하면 YHS 선수가 안정적인 로페즈 기술을 구사하기 위해서는 도마접촉 순간에 높은 자세로 진입하여 도마이륙 순간에서는 우측 견관절각을 크게하여 빠른 비틀기 각속도를 만들어야 한다. 최대높이와 착지 순간에서는 좌·우견관절각을 작게하여 관성모멘트를 줄이고 신체중심을 낮춰야 할 필요가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.3833-3838
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• 2009

본 논문은 산업용 로봇을 이용하여 운동화의 특성을 측정하는 측정장비를 소개한다. 여기서 사용된 로봇은 6관절의 퓨마타입 로봇(삼성전자의 FARA AT2 모델)을 인간의 보행 동작을 구현할 수 있도록 보완하였다. 보행 동작은 고속카메라로 분석한 후, 로봇 관절각들을 추출하여 동작구현에 사용한다. 3가지 종류의 경도 아웃솔(신발 겉창)로 만들어진 신발 시편을 준비하고, 이 로봇 시스템을 이용하여 걸음동작을 구현하여 신발에 따른 지면 충격력을 측정한다. 걸음동작에서 발생하는 발 앞축 부분을 굽히기 위해 요구되는 굽힘 모멘트의 측정과 걸음동작에서 발생하는 요동현상의 측정에 사용한다. 동일한 압축변형을 유지하도록 시스템을 설정하고, 신발을 측정한 결과 아웃솔의 경도에 따라 지면반력의 크기는 선형적으로 증가하는 추세가 관찰되었다. 또한 굽힘 모멘트와 요동현상 역시 아웃솔의 경도에 따라 선형적으로 증가하는 추세가 관찰되었다. 상기의 몇 가지 실험을 통하여, 본 로봇 시스템은 일관성 있는 실험결과를 제공하였으며, 따라서 산업용 로봇을 이용하여 신발의 유용한 특성 정보 도출이 가능하며, 추후 신발설계의 활용에 대한 가능성을 보여준다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.953-959
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• 2013

본 연구에서는 가상 생체외 사체실험을 수행할 수 있는 경추 다관절 동역학 모델을 개발하였다. 평균크기 한국인 의료영상과 관절 및 연부조직의 물성 정보를 기반으로 하여 경추 동역학 모델을 개발하였다. 개발된 모델의 검증을 위하여 경추 단분절 및 다분절 모멘트-각도 관계, 인대 하중 및 후관절 접촉력 등을 문헌의 사체실험 결과와 비교한 결과 매우 유사한 경향을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 경추 동역학 모델은 앞으로 경추 사체실험 연구 뿐만 아니라 자동차 충돌시 경추 상해 분석 등의 다양한 경추 생체역학 연구 연구에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.51-59
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• 2011

본 논문은 다양한 지면에 적응 가능한 견형 4족 로봇의 위치 이동에 관한 것으로 정 보행과 동 보행의 구현 방법 및 특성을 주로 다루었다. 이를 위하여, 총 12 자유도의 로봇을 자체 제작하였으며, 몸통과 발의 운동궤적을 생체 모방 방식으로 생성한 후 역기구학에 의하여 그에 해당하는 각 다리의 관절각을 해석적으로 구하였다. 이러한 관절각 데이터를 상기 로봇의 ADAMS 모델에 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 결과, 계획된 걷기 및 속보 걸음새가 동력학적으로 안정함을 확인하였다. 그러나 그 이전의 속보 패턴의 경우에는 시뮬레이션 결과와는 달리 실험 중 불안정한 거동을 보였다. 그에 따라 원인 분석을 하는 과정 중, 속보와 같은 동 보행의 경우 ZMP보다는 WSM의 개념을 적극적으로 활용하고 보행 주기를 최대한 단축시키는 것이 안정성 확보에 매우 중요함을 발견하였다.

• 한국운동역학회지
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• 제13권1호
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• pp.13-21
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• 2003

The purpose of this study is (a) to estimate effective moment arms of quadriceps forces and (b) to compare the $d_e$ between the ACL-reconstructed and uninjured knees from the same individual. One female (20 yrs old, 2 yrs post-op, hamstring tendon autograft) and two males (22 yrs old, 2 yrs post-op; 28 yrs old, 4 yrs post-op; Patellar tendon autografts for both). Sagittal view radiographs were obtained for 6-7 different angles $(range\;5^{\circ}-110^{\circ})$ from each knee. The do was determined by the method of Chow et al. (1999a). The results showed that the maximum de values ranged from 4.61 to 5.59cm and 4.59 to 4.89cm for the ACL-reconstructed and uninjured knees, respectively. The maximum $d_e$ occurred between $35^{\circ}\;and\;50^{\circ}\;and\;20^{\circ}\;and\;50^{\circ}$ for the ACL-reconstructed and uninjured knees, respectively. The minimum do values ranged from 4.12 to 4.35 cm and 3.12 to 3.63cm for the ACL-reconstructed and uninjured knees, respectively. The effective moment arm of the knee extensor affects the loads on knee ligaments during knee-extension exercises. Because apparent differences in the moment arm of the quadriceps in different participants, it is very important to use personalized knee joint geometry for the computation of knee joint force. In the present study, no noticeable bilateral difference was found in the male subjects. However, apparent bilateral differences in de were observed in the female subject. This suggests that the effects of ACL reconstruction surgery on patellar mechanism deserve further investigation.

• 한국운동역학회지
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• 제12권1호
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• pp.47-61
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• 2002

The purpose of this study was to determined the force and moment of the ankle and the knee joint at different step length relative to the length of the lower extremity during a steady running. Six digital cameras(Qualisis) and a forceplatform(A.M.T.I) were used to obtain the kinematic data of the segments and kinetic data on the running at speed of 5.18m/s. The force and moment measured from six subjects participated in this study were limited to the support phase and their values were averaged at the moment of heel strike, mid stance, and toe off of a running for making a comparison between the condition 1(relative step length 1.1) and the condition 2(relative step length 1.4). It was concluded that internal forces except mediolateral force of the condition 2 were greater in the ankle and the knee joint than those of the condition 1, but all moments of condition 2 were greater from the descriptive statistic point of view. For the future study, it was needed to consider a number of subjects, a various running speed, and a individual step preference for applying generally results to the running strategy.

• 한국운동역학회지
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• 제13권3호
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• pp.311-325
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• 2003

A relation between the movement range of arms and arising moment has been studied to find out efficient movement range to minimize impact concerning arm landing in sports aerobics. Four male athletes who won top three in national-level sports aerobics competition were chosen for the experiment. They were allowed to jump in between two force platform so that the right hand and the right leg could land onto the front and rear force platform, respectively. The sampling frequency was 200 Hz. The main conclusions based on the analysis of the angle and joint moment parameters of wrist, elbow, and shoulder are as follows: 1. The wrist moment was small when its angle was small, indicating that the dorsi-flexion of the wrist joint offered a positive influence to reduce wrist moment. 2. The elbow angle increased as wrist angle decreased and vice versa. This means that the movement range of the wrist joint affects that of the elbow joint. The darsi-flexion of the wrist is the position to absorb the impact of the elbow effectively rather than to absorb the impact of the wrist itself. The impact is absorbed by the flexion of wrist joint rather than the wrist. 3. The degree of moment transfer of the shoulder joint, having absorbed the impact from the elbow and elbow joint, became dependent on the efficiency of the fore-joints impact absorption.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권2호
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• pp.296-302
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• 2020

The purpose of this study was to assess knee joint loading in the target knee during a golf swing compared to loading rates of high impact activities such as cutting and drop landings. Nine healthy competitive golfers completed golf swings with the target foot both straight and externally rotated 30 degrees, as well as drop landings and cutting maneuvers. Motion capture data was collected at 240 Hz and ground reaction force data was collected at 2400 Hz. The frontal and transverse knee moments were examined using repeated measures ANOVA through SPSS. The abduction moments were higher in golf swings as compared to the other high impact activities (p=.010), while the external rotation moments were lower (p=.003). There were no significant differences between externally rotated and neutral golf swings. These results suggest moments applied to the knee during a golf swing are similar to those applied during a high impact activity.

• 생명과학회지
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• 제20권11호
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• pp.1704-1710
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• 2010

본 연구는 뇌졸중 발병 후 재활운동에 참가하는 환자들을 대상으로 재활운동 3개월이 지난 시점에서 1차 실험을 하였고, 6개월이 지난 시점에서 2차 실험을 하여 운동역학적 비교분석을 하였다. 실험에 사용된 장비는 영상분석기, 족저압분석기, 근전도분석기를 사용하였다. 대상자는 7명으로 하였으며 통계방법은 t-test분석 이용하였다. 결과는 엉덩관절의 최대신전 피크 값과 최대신전 피크 모멘트 값에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<0.05). 족저압의 비교에서는 환측 다리의 족저압에서 일반적인 걷기 동작시에 족저압의 중심이동거리에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<0.05). 근전도 분석에서는 대퇴사두근 중의 대퇴직근과 외측광근의 근력에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<0.05).

• 한국운동역학회지
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• 제13권1호
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• pp.121-137
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• 2003

The purpose of this study was to investigate the effect of the stair heights on lower extremity joint moment in stair-ascent activity Data were collected by 3-D cinematography, force platform. six normal males were participated in this experiment. All subjects performed a stair-ascent in four different heights of stairs (10, 14, 18, 22cm) having a 5 step staircase. The moment of lower extremity joint was analyzed during stance phase. The results were as follows: First, the second increase of plantar flexion moment of ankle joint in the 'forward continuance' phase was not occurred for stair A and B. But it occurred for stair C and D. And the maximum plantar flexion moment increased as the stair height become higher. Second, it was shown that the maximum inversion moment of the ankle joint was the smallest at stair B and it increased significantly at stair C. Third, maximum extension moment appeared in the 'pull-up' phase. And it increased as the stair height become higher. Fourth, it was shown that the maximum abduction moment of the knee joint was the smallest at stair C and it increased significantly at stair C. Fifth, maximum extension moment of hip joint increased significantly at stair C. Sixth, remarkable value of adduction moment occurred at hip joints and maximum adduction moment increased at stair D.