• 재활복지공학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.17-25
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• 2011

본 논문은 전동 보행보조기의 편의성 향상을 위한 최적의 제어 이득을 찾고 제어 알고리즘을 설계하였다. 최근 노인의 인구가 의료 기술의 발달로 급속히 증가되고 있으며, 다양한 이동형 보행보조기구는 삶의 질을 개선하기 위해 개발되고 있다. 이러한 이동형 제품 중 수동형 보행보조기는 노인의 보행의 힘을 도와주는 전동모터를 가지고 있지 않아 노인들이 충분한 근력이 없기 때문에 경사로 및 문의 문턱 등 고르지 않는 지형에서 이동하는데 제안사항이 있다. 이러한 상황을 극복하기 위해 전동타입의 보행보조기를 개발하였다. 전동형 보행보조기는 수동형과 다르게 사용자가 조작을 해야 모터가 구동되는 구조이다. 이러한 구조는 사용자가 조작을 잘못 하였을 경우 상당한 불편함을 사용자에게 준다. 이러한 전동형 보행보조기를 수동형 보행보조기와 비교하여 조작의 편의성을 판단하고 기준을 만들어 사용자의 편의성에 대하여 제어 값을 변경하면서 사용자 편의성을 개선하였다. 본 논문에서는 보행의지를 인식하고 편의성의 성능을 측정할 수 있는 방법인 햅틱 센서를 소개하며 편의를 개선하는 제어 알고리즘을 제안한다. 또한 편의성의 평가는 COV(Center of Vehicle)와 사용자의 COP(Center of Position)과의 차이의 변화를 통해 상대적인 편의성을 평가하였다. 전동 타입 보행보조기와 새로운 측정방법을 도입하여 모든 과정을 실험을 통하여 확인 하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.499-500
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• 2008

• 기계저널
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• 제50권12호
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• pp.50-55
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• 2010

영화 로보캅, 아이언맨 등에 등장하는 외골격기구(exoskeleton)는 이제 더 이상 먼 미래의 얘기도 아니고 딴 나라 얘기도 아니다. 외골격기구 중 특히 하지외골격기구는 Baytheon Sarcos, Berkley Bionics, Exohiker, Bleex, HAL5 등의 이름으로 버클리, 스탠퍼드 등 해외 우수 연구집단에서 이미 개발을 성공하였고 상용화를 앞두고 있다. 늦은 감은 있지만 국내에서도 재활의료용, 군수용 하지외골격기구 연구가 진행되고 있다. 본 저자는 최근 기존연구와 다른 접근방식으로 고민을 시작하였고 본 연구팀이 상표출원한 $PLE^{TM}$, $LeSATA^{TM}$의 개발을 서두르고 있다. 이 글을 통해 그간의 고민들을 간략히 털어놓을까 한다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2003년도 추계 학술대회 학술발표 논문집
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• pp.1-4
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• 2003

인간의 작업을 보조 혹은 대신하기 위해서 인간과 흡사한 이족보행로봇에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이족보행로봇이 인간을 대신해서 어떤 작업을 하기 위해서는 작업공간에서의 자유로운 이동과 장애물 대처능력은 반드시 필요한 기능이다. 본 논문에서는 안정된 정적보행 및 장애물을 지능적으로 대처하는 이족보행로봇의 보행알고리즘을 제안하였다. 먼저 장애물 대처가능한 이족보행로봇의 기구 설계 및 제어기 구현에 대하여 설명하고, 인간의 보행 분석 결과를 바탕으로 안정된 정적보행 알고리즘을 제안하였다. 또한 좌우 회전 및 옆걸음을 통한 장애물 회피 알고리즘, 발에 부착된 적외선센서로 장애물을 인식하여 장애물을 넘어가는 보행 알고리즘을 제안하였다. 제안한 보행알고리즘은 이족보행로봇을 제작하여 다양한 작업환경에서 실험으로 성능을 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제21권2호
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• pp.31-38
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• 2015

의족은 선천적 또는 후천적으로 하지의 일부를 상실한 사람의 신체를 대신하는 보조기구이며, 의족의 가장 이상적인 목표는 사람의 신체를 온전히 대체하는 것이다. 기존의 수동 의족은 신체의 구조적인 해석과 기계적인 에너지 보존을 통하여 절단 환자의 움직임을 보조하는 선에서 그쳤지만, 최근에는 로봇 공학과 반도체 공학 등 다양한 기술의 발전에 따라 의족에서도 동력을 사용하여 근육의 역할을 대신하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 본 기술 논문에서는 하지 절단 환자를 보조하기 위한 동력 의족을 사람의 신체와 비교하여 어떤 기구적인 제약조건을 가지고 있는지 설명하고, 정상인의 보행과 동력 의족의 구동 알고리즘을 비교함으로써 동력 의족에서 사용하고 있는 유한 상태 제어기의 한계점에 대해 언급한다. 마지막으로 근전도를 활용한 동력 의족을 통해 새로이 시도되고 있는 의지적 제어에 대해 소개하고, 동력 의족의 연구가 앞으로 나아갈 방향을 제시한다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.15-22
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• 2012

외골격 보행보조로봇은 로봇 시스템을 인체에 직접 착용하는 형태이므로 기구적인 측면에서는 인체 근골격 구조에 최적화된 메커니즘으로 구성되어야 하며, 제어적인 측면에서는 근골격계의 손상을 일으킬 수 있는 로봇의 부적합한 거동을 예방할 수 있는 안전장치를 갖추어야 한다. 외골격 보행보조로봇을 개발하기 위해서는 보행이나 근골격계의 거동특성에 대한 이해 및 분석이 필요하다. 본 연구에서는 최적화된 로봇시스템 설계를 위하여 구동장치의 관절력과 동력 용량을 예측하였으며 몇 가지 보행동작에 대한.관절거동특성을 파악할 수 있는 자료를 획득하였다. 평지보행을 제외한 나타나는 주요한 동작으로는 계단오르고 내리기, 안기, 서기, 경사면 걷기 등이 있다. 본 연구에서는 경사면 걷기를 제외한 모든 동작에 대한 동작 실험을 수행하고 분석하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.49-50
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• 2009

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
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• pp.247-248
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• 2010

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.219-226
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• 2011

최근 대형화 고층화 복합화 등 점차 발전하는 건축물의 피난 안전성을 확보하기 위하여 성능위주 중심의 피난안전계획이 이루어지고 있다. 그러나 관련 법규의 세부적 기준이 없어 국외 기준에 기반하여 피난안전계획이 진행되고 있다. 특히 신체적 약자로 대변되는 재해약자는 전체 인구 중 17%를 차지하여 점차 증가되는 추세로 그 필요성이 강조된다. 따라서 본 논문에서는 재해약자의 피난 안전성 확보를 위하여 재해약자의 연구 문헌을 검토한 결과 신체적인 장애보다는 장애에 따른 이동 형태에 따라 재해약자의 보행형태를 구분하여 크게 도보를 이용한 자력 이동과 보조기구를 이용한 조력 이동, 보조기구를 이용한 자력 이동으로 구분할 수 있었으며 연령과 장애 모두 영향 인자로 작용하였으며 연령이 높아질수록, 자력 이동이 불편할수록 이동 속도가 저하되는 것으로 분석되었다. 향후 국내의 현실을 반영하여 조사된 내용을 기반으로 실험적 연구가 필요하다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.686-691
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• 2003

인간의 작업을 보조 혹은 대신하기 위해서 인간과 흡사한 이족보행로봇에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이족보행로봇이 인간을 대신해서 작업을 하기 위해서는 작업공간에서의 자유로운 이동과 장애물 대처능력은 반드시 필요한 기능이다. 본 논문에서는 안정된 정적보행 및 장애물을 지능적으로 대처하는 이족보행로봇의 보행알고리즘을 제안하였다. 먼저 장애물 대처 가능한 이족보행로봇의 기구 설계 및 원격제어 가능한 제어시스템 구현에 대하여 설명하고, 인간의 보행분석 결과를 바탕으로 정적보행 알고리즘을 제안하였다. 또한 발에 부착된 적외선센서로 장애물을 인식하여 장애물의 형태에 따라 좌우 회전 및 옆 걸음을 통한 장애물 회피알고리즘, 거리보정 알고리즘을 사용한 장애물 넘어가기 알고리즘을 제안하였다. 제안한 보행알고리즘들은 이족보행로봇을 실제 제작하여 다양한 작업환경에서 실험으로 성능을 검증하였다.