본 논문에서는 유연관절 로봇 팔 제어를 위한 토크센서 기반의 외란에 강인한 제어기 설계를 다루고 있다. 로봇은 관절의 토크센서를 통해 관절에서 발생하는 토크의 측정이 가능하며 외란에 강인한 제어기 설계를 위해 외란 관측기가 적용 되었다. 외란관측기는 시스템에 작용하고 있는 외란을 상쇄하는 역할을 한다. 본 논문에서 설계된 제어기의 성능은 컴퓨터 모의실험을 통하여 확인하도록 한다.
최근의 로봇 매니퓰레이터는 고정밀, 고생산성, 유연성 자동화를 추구한다. 이에 따라 매니퓰레이터는 운동 정확성, 고속성, 안정성이 더욱 향상되어야 한다. 특히 매니퓰레이터 관절부의 탄성은 동적 변형 및 진동을 유발함으로써 운동 정확성과 안정성을 현저히 저하시킨다. 이러한 복잡하고 불확실한 구조를 갖는 로봇 시스템의 고속, 정확한 운동 제어를 위해서는 보다 효과적인 고급 제어 기법 및 제어 장치의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 문제에 대한 하나의 대응 방법으로 인간의 지식 처리 방법을 모방한 퍼지제어를 적용하여 그 가능성을 본다.
목적 : 유연성 연마기를 이용한 전방십자인대 재건술의 술기를 기술하고 이 술식을 이용하여 전방십자인대 재건술을 시행 받은 환자의 임상적 결과를 보고하고자 한다. 대상 및 방법 : 유연성 연마기를 이용하여 전방십자인대 재건술을 받았던 환자 중에 1년 이상의 추시가 가능했던 24명의 환자를 대상으로 하였으며, 임상적 결과의 평가를 위해 이학적 검사로 술전과 술후의 Lachman 검사, 정량적 검사로는 KT-2000 이용하였으며, Lysholm점수를 측정하여 주관적 평가를 하였고, 술후 단순방사선 사진을 이용하여 방사선 계측을 하였다. 결과 : 이학적 검사에서 1예에서 관절운동의 제한이 있었으며, 2예에서 술후 Lachman검사 양성을 보였고, KT-2000검사는 술전 평균 6.6 mm에서 술후 평균1.5 mm로 향상되었으며, Lysholm 점수는 술전에 평균 63.7점에서 술후에 91.4점을 보였고, 술후 방사선 사진에서 대퇴 이식골편의 위치는 경골의 관절면에 대해 평균 61.9도, 후방 피질골에서 평균 2.01 mm 떨어져 있었으며, 경골 이식골편은 전 례에서 과간절흔의 중심을 향하였다. 또한 수술 시간은 유연성 연마기를 사용하였을 경우에 사용하지 않은 경우보다 평균 13.5분이 단축이 되었다. 결론 : 전방십자인대 재건술시에 유연성 연마기를 사용한 결과 경골 터널의 설정에 제약을 받지 않으면서 대퇴골의 이상적인 등장점에 터널을 만들 수 있고 꼭 필요한 정도의 대퇴과간 절흔 성형술을 일과성으로 시행할 수 있어 수술 시간을 줄일 수 있으리라 사료된다.
본 논문은 다수의 구동기 고장을 가진 유연 관절 로봇의 적응 고장 수용 제어기를 제안한다. 다수의 구동기 고장의 크기와 일어나는 시간은 알려지지 않는다고 가정한다. 구동기 고장을 수용하기 위해 추종 오차의 수렴율과 오버슈트의 최대치로 특성화된 미리 정의된 성능을 보장하는 유계 조건을 갖는 적응 고장 수용 제어기를 설계한다. 르아프노브 안정도 이론을 이용하여 페루트 시스템의 모든 신호가 준 전역적이고 균일하고 궁극적으로 유계됨을 증명하고 추종 오차가 미리 정의된 성능 유계에서 벗어나지 않음을 보인다.
목적 : 수근관 증후군의 치료로서 내시경적 수근관 절개술을 시행할 때 저자들은 유연한 투명 도관을 활용하여 정중신경 및 주변 구조물을 직접 눈으로 확인하며 횡수근인대를 절개하는 방법을 고안하여 시행함으로써 합병증을 줄일 수 있을 것으로 사료되어 그 술기의 안전성을 평가해 보고자하였다. 대상 및 방법 : 1997년 3월부터 2000년 3월까지 본원 정형외과에서 수근관 증후군으로 진단되어 유연한 투명도관을 이용한 내시경적 수근관 절개술을 시행 받은 12명(20례)의 환자를 대상으로 하였으며 수술방법은 two portal 술식을 사용하여 유연한 투명 도관을 삽입하여 정중신경 및 주변 구조물을 직접 눈으로 확인하면서 횡수근인대를 절개하였다. 결과 : 술전에 보였던 임상증상은 14례$(70\%)$에서 소실되었으며 6례$(30\%)$에서 부분적인 개선을 보였다. 절개 부위나 수근 관절부위의 압통을 호소하는 예는 없었으며 신경 손상 등의 심각한 합병증은 없었다. 결론 : 수근관의 내시경적 절개술시 저자들은 유연한 투명도관을 사용하여 정중신경을 직접 눈으로 보면서 횡수근인대를 절개하는 방법으로 $360^{\circ}$의 좋은 시야를 확보할 수 있어 신경 손상 등의 합병증을 피할 수 있었으며 유연한 도관을 사용하므로 수술중 항상 수근관절의 과신전 상태를 유지하지 않아도 되며 또한 수액의 정맥 주사용 line 이나 병원에서 흔히 사용하는 도관을 이용함으로서 기존의 비싼 수술장비를 구입하지 않아도 된다는 장점이 있다.
In this paper, we prpose a method for tracking optimally a spatial trajectory of the end-effector of flexible robot arms with multiple joints. The proposed method finds joint trajectories and joint torques necessary to produce the desired end-effector motion of flexible manipulator. In inverse kinematics, optimized joint trajectories are computed from elastic equations. In inverse dynamics, joint torques are obtained from the joint euqations by using the optimized joint trajectories. The equations of motion using finite element method and virtual work principle are employed. Optimal control is applied to optimize joint trajectories which are computed in inverse kinematics. The simulation result of a flexible planar manipulator is presented.
본 연구는 퇴행성 무릎 관절염을 가진 노인여성을 대상으로 12주간의 노르딕 워킹을 통해 신체 기능과 관절염 통증 정도의 개선에 어떠한 효과를 미치는지 규명하는데 목적이 있다. 본 연구의 대상자는 퇴행성관절염으로 진단받은 노인여성 16명(나이: 73.00±3.70year, 신장: 154.30±4.07cm)을 대상으로 무선배정 된 노르딕 워킹 운동그룹(n=9)과 통제그룹(n=7)으로 나누었다. 운동 그룹은 노르딕 스틱을 이용하여 12주간 주 3회, 1회 30분 노르딕 워킹 운동을 실시하였고, 운동 강도는 HRR의 40-60%로 설정하였다. 통제그룹은 동일한 기간 동안 일상생활을 유지하도록 하였다. 종속변인으로 신체조성(체중, 체지방률, 근골격량)과 근력 과 유연성(상·하지 근력, 상·하지 유연성), 균형능력(정적균형, 동적균형) 및 통증정도를 측정하였다. 이러한 지표들의 측정은 운동프로그램을 진행하기 전과 후로 나누어 2번 측정하였다. 자료처리는 SPSS-PC version 25.0을 이용하여 실험집단과 통계집단간의 생리학적 특성 비교를 위해 독립표본 t-test를 사용하였으며, 노르딕 워킹 운동그룹과 통제그룹의 그룹 간, 시기간의 변화를 알아보기 위해 2×2 반복측정 이원배치분산분석을 사용하였다. 연구 결과는 첫째, 12주간의 노르딕 워킹을 통해 신체조성 기능에서 체지방률은 운동 처치 후에 감소하는 결과가 나타났으며(p=.004), 집단 간과 시기 간의 상호작용에서도 감소하는 결과가 나타났다(p=.003). 골격근량은 운동처치 후에 증가하는 결과가 나타났으며(p=.018), 집단 간과 시기 간의 상호작용에서도 증가하는 결과가 나타났다(p=.005). 둘째, 근력과 유연성은 상지근력과 하지유연성에서 집단 간과 시기 간 상호작용에서 증가하는 결과가 나타났으며(p=.009)(p=036), 하지근력에서는 운동집단과 통제집단 간 개선효과가 나타났다(p=.006). 또한, 상지유연성은 운동처치 후에 증가하는 결과가 나타났다(p=.020). 셋째, 균형능력 요인은 정적균형에서 운동처치 후 개선 효과가 나타났으며(p=.016), 동적균형에서는 차이가 나타나지 않았다(p>.05). 넷째, 통증정도는 운동처치 후 개선 효과가 나타났으며(p=.022), 운동집단과 통제집단 간에 개선 효과도 나타났다(p=.013). 결론적으로 12주간의 노르딕 워킹은 퇴행성 무릎 관절염을 가진 노인여성의 신체조성과 근력과 유연성에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 노르딕 워킹은 퇴행성 무릎 관절염을 가진 노인여성에게 신체조성과 안정성, 균형성을 높여 주였으며, 무릎 관절의 통증을 낮춰주어 재활 운동 기능 개선에 효과적인 운동방법이라고 사료된다.
본 논문에서는 환경에 구속 받는 유연 매니퓨레이터의 힘/위치에 대하여 논하고자 한다. 일반적으로, 유연 매니퓨레이터의 모델링 방법은 분포 정수 모델과 집중 정수 모델로 분류할 수 있다. 전자인 분포 정수 모델을 이용해서는 평면 1 링크, 2 링크를 대상으로 한 위치/힘 제어는 가능하나, 운동 방정식의 복잡성으로 인하여 실시간에서 다 링크 다 관절 유연 매니퓨레이터의 힘/위치를 제어하기는 어렵게 여겨져 왔다. 본 논문에서는 집중 정수 모델링 방법인 집중 스프링 질량 모델(Lumped Spring Mass Model)을 이용하여 환경에 구속받는 유연 매니퓨레이터의 운동 방정식을 산출했다 이 모델을 실험기인 유연 매니퓨레이터 ADAM(Aerospace Dual Arm Manipulators)에 적용하여 실시간 위치/힘 제어 실험을 행하였으며, MATLAB를 이용하여 해석했다. 또한, ADAMS$^{TM}$ FEM를 이용하여 분포 정수 모델을 도출하여, 해석하였으며, 이 결과와 집중 정수 모델을 이용한 MATLAB 해석의 결과, 그리고 실험 결과를 비교 분석하여 본 논문에서 제안한 구속받는 유연 매니퓨레이터의 집중 정수 모델 타당성을 입증시켰다.
이 연구의 목적은 지역사회기반의 자기관리지지중재가 골관절염 의료급여수급자의 환자활력, 관절유연성 및 건강 관련 삶의 질에 미치는 단기효과를 확인하기 위함이었다. 연구 설계는 자기관리지지중재의 효과를 검증하기 위하여 무작위 대조군 전후설계를 활용하였으며, 이 연구는 자기주도적 관절염질병관리 역량강화연구의 일부이다. 연구대상은 일 지역 고위험군 의료급여수급자 중에서 60명의 골관절염환자를 대상으로 실험군(n=30)과 대조군(n=30)에 무작위 할당하였다. 8회기로 구성된 자기관리지지중재는 대상자 중심의 케어를 전략으로 인지 정서 행위기술을 활용하였으며, 교육 훈련된 의료급여관리사에 의하여 제공되었다. 연구도구는 구조화된 설문지, 관절각도기 및 줄자를 활용하였다. 자료 분석방법은 기술적 통계와 ${\chi}^2-test$, Fisher's exact test, t-test, ANCOVA를 활용하였다. 실험군은 대조군에 비하여 자기관리를 위한 환자활력, 관절유연성이 유의하게 증가되었으나 건강 관련 삶의 질 수준은 유의한 차이가 없었다. 향후에는 자기관리지지중재에 대한 장기(9 and 12-month follow up) 효과가 제시될 필요가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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