최근 심각한 차대 보행자의 교통사고로 인명피해가 발생함에도 불구하고 사고원인에 대한 과학적으로 정확히 규명하지 못해 사고처리에 대한 논쟁이 끊임없이 발생하여 경제적 손실 및 정신적 고통이 가중되고 있다. 본 연구에서는 차대보행자의 교통사고분석을 위해 객관적인 교통사고관련 물적 증거자료를 토대로 차량공학, 주행역학), 충돌역학, 교통 및 도로공학 등을 검토하였고, PC-Crash 프로그램을 이용하여 충돌전 차량의 충돌초기속도, 진행궤적 및 충돌자세, 충돌전후속도, 충돌지점 등의 인자를 적용한 결과를 얻어 교통사고의 원인을 분석하였다. 그 결과로 스키드마크 및 보행자 충돌속도는 이론값과 비교할 때 각각 11.2%, 2.27%의 오차를 얻었다.
고속철도의 개통이 가까워지면서 사회적 관심이 고조되고 있으며, 특히 안전과 환경의 문제가 주요한 관심사로 대두되고 있다. 특히 공기역학적 관점에서 볼 때 300km/h의 고속에서는 지금까지 국내에서 경험하지 못한 여러 가지 문제점들이 나타나리라 예상되고 있으며, 그 중에서도 승강장에 대기증인 승객 또는 보행자가 열차 통과 시에 느끼는 불쾌감과 위험에 대한 조사와 대책이 필요한 시점이다.(중략)
본 연구에서는 F사가 맨발 보행 효과에서 착안하여 최적의 착화감과 압력 분산의 효과를 트레킹화에 접목시키기 위해 고안한 3D Bootie 공법을 적용시킨 트레킹화에 대한 생체역학적 분석을 수행하였다. 이를 위해 비교군으로써 M사, K사의 일반 트레킹화에 대하여, 신체 건강한 20대 남성 13명을 대상으로 보행 시 족저압력분포, 하지 근 활성도, 지면반발력을 측정하여 분석하였다. 연구 결과, F사의 트레킹화는 족저압력 분포에서 넓은 접촉 면적으로 인하여 최대 힘과 최대 압력의 감소를 야기했으며, 보행 시 발의 부하를 경감시켰다. 근 활성도 측면에서는 맨발 보행의 효과와 동일하게 작용했다. 지면반발력에서는 효과적으로 충격력을 흡수하여, 말기입각기 때 더욱 효율적인 보행이 가능하였다. 결과적으로 F사의 트레킹화는 맨발 보행의 장점을 이용한 3D Bootie 공법을 적용함으로써 넓은 접촉 면적으로 인해 보행 시 발생하는 발의 부하를 감소시킬 것으로 사료된다.
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.
이 연구의 목적은 20-30대 여성 12명을 대상으로 각기 다른 하이힐 (3cm, 7cm, 9cm) 보행 시 지지 구간에서 하지의 시간 협응성을 관찰하기 위한 것이었다. 이를 위해 영상 분석을 통해 무릎의 굴곡과 경골의 내측 회전, 발의 외반 각을 Euler 방법에 의해 분석하였으며, 이들 움직임이 최대로 일어나는 시간을 관찰해 이들의 일치도를 정성적으로 분석하였고, 또한 최대 경골 내측 회전에 대한 최대 발의 외반 각이 발생하는 시간비율을 분석해 잠재적 상해 발생 부위를 예측하고자 했다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 하이힐 3cm 보행은 7, 9cm 보행보다 무릎 굴곡, 경골 내측 회전, 발의 외반 최대 발생 시간의 일치도가 높은 것으로 나타났으며, 무릎 최대 굴곡 발생 시간은 하이힐 높이가 증가하면 할수록 일찍 발생하는 경향을 보였다. 반면에 경골의 최대 내측 회전 발생 시간은 하이힐 높이가 증가할수록 늦게 발생하는 특징을 보였다. 보행 시 지지구간에서 경골의 최대 내측 회전 발생 시간에 대한 발의 최대 외반 발생 시간 비는 하이힐 3cm 보행이 전체적으로 1에 수렴하는 특징을 나타났으나, 하이힐 7, 9cm 보행은 1보다 적은 값을 보였다.
본 연구는 낙상을 경험한 여성노인 20명을 각각 10명씩 연령으로 집단을 구분하고 보행 시 하지관절의 협응 능력을 분석하여 운동과학적인 기초자료를 제시하고, 불안정적인 측면의 요소에 효과적으로 대처할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이를 위해 보행 시 하지관절의 균형에 대한 기전과 차이를 동작분석과 근전도를 이용하여 비교 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 보행 시 고관절의 움직임에서 연령증가로 인해 충분하지 못한 지지역할로 보행자세가 저하되어 안정적 이지 못한 패턴을 보였다. 둘째, 무릎관절의 움직임에서 좌우측의 보행패턴이 상이하게 이루어지는 경향을 나타내었다. 셋째, 발목관절의 움직임에서 연령증가와 함께 활보패턴이 비정상적인 경향을 나타내었다. 또한 보행 시 하지 주요근육의 활성정도에 대해 대퇴직근과 대퇴이두근은 무릎의 굴곡을 막기 위해 근수축 활성이 증가되어 전진하는 전기적 특성을 보였고, 전경골근과 내측비복근은 이동 시 높은 전기적 수요를 나타내어 저측굴곡의 비율을 줄여 보행하는 특성을 나타내었다.
본 연구의 목적은 실외 보행 실험 시 사용하기에 간편한 가속도계를 이용하여 보행 이벤트를 자동으로 검출하는 알고리즘을 개발하고 검증하는 것이다. 개발된 알고리즘은 신발의 발등에 부착된 3축 가속도계의 가속도의 총합과 보행 진행 방향(x축) 가속도를 이용하였다. 가속도 총합은 착지 시점의 검출에, x축 가속도는 이지 시점의 검출에 각각 사용되었다. 7명의 피험자가 느린 보행 속도 선호 보행 속도 빠른 보행 속도로 보행 실험을 수행하였고, 개발된 알고리즘의 검증을 위해 지면반력기를 포함한 3차원동작분석시스템과 동시에 실시되었다. 지면반력기를 이용한 보행 시점을 기준으로, 기존에 발표된 동작 자료만을 이용한 알고리즘을 통하여 얻어진 보행 시점도 함께 비교 하였다. 그 결과, 고안된 알고리즘의 정확도는 지면반력기를 이용한 값에 평균, 착지시점은 $22.33{\pm}17.45ms$, 이지시점은 $26.82{\pm}14.78ms$의 차이가 났고, 그 오차의 패턴이 일관적으로 20ms가량 먼저 검출되는 경향이 있었다. 일반적으로 트레드밀 실험에서 많이 사용되는 동작데이터를 통한 보행 시점의 비교에서도 크게 차이를 보이지 않았다. 그러므로 개발된 알고리즘은 실외 실험의 보행 시점 검출에 이용할 수 있을 것으로 판단된다. 추후 연구로는 현재의 가속도계만으로 보행 시점뿐 만아니라, 중력가속도 성분을 제거하여 보행 공간변인의 추출이 필요할 것이다.
생체 공학이나 신경생리학, 로봇공학에서는 인간의 2족 보행 메커니즘을 알아내는 것이 중요한 연구과제이며 그에 대한 연구 성과는 재활도구나 컴퓨터 애니메이션 및 인간형 로봇과 같은 다양한 응용분야에 있어서의 기초 기술로서 제공되어질 것을 기대하고 있다. 반면에 인간의 2보행 운동은 신경계와 역학계에 의한 복잡한 상호작용으로, 그 실현 메커니즘에 있어 신경계의 구체적인 제어방법에 관해서는 그 복잡성 때문에 아직 많은 부분이 불명확하게 남겨져 있다. 따라서 전문가에 의한, 매번 시행착오를 통해 신경계의 상세한 설계를 할 필요가 있다. 이 논문은 유전자 프로그래밍을 이용하여 신경계의 구조와 Parameter를 자동적으로 최적화하는 모델을 제안하고 시뮬레이션을 통해 타당성을 확인하였다.
한국은 2026년에 초고령화 사회(super aged society)로 진입될 것으로 예상된다. 그럼에도 불구하고 보행은 인간의 기본적인 이동권리라는 측면에서 교통약자의 대부분을 차지하는 고령자의 안전하고 편리한 이동권리 확보는 가장 기초적인 복지로 중요하지만 간과되기 싶다. 이러한 측면에서 본 논문에서는 교통시설물을 설계시 활용을 위한 고령자의 보행특성을 분석하여 제시하였다. 운동 역학적인 보행변수들을 일반인과 비교한 결과, 모든 변수들이 일반인에 비하여 약 75% 수준으로 분석되었다. 고령자는 일반인에 비하여 보행속도가 느리고, 어깨의 움직임이 적은 대신 발목의 움직임이 많으며, 발을 낮게 들며, 지면반발력이 크게 작용되는 등의 보행변수별 보행특성이 조사되었다. 또한 고령자 집단은 집단 안에서도 보행변수별로 서로 차이가 크며, 이를 walking Balance Muscles Factor별로 2개 혹은 3개로 집단화가 가능함을 군집분석을 통하여 알아보았다. 이와 같은 고령자 보행특성은 보도, 경사 및 단차 등의 교통시설물 설계에 활용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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