• Title/Summary/Keyword: 재활로봇 시스템

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Developing English Language Learning Tools Adaptable to Users' Personality (사용자 성격 적응형 영어학습 도구에 관한 연구)

  • Lee, Inui;Kwon, Soonil;Lee, Kyoung-Rang;Kim, Soo-Yoon
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2012.11a
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    • pp.1649-1652
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    • 2012
  • 본 연구에서는 사용자의 성격패턴을 사용자의 대화음성 정보만으로 자동 분류할 수 있는 방법과 이를 기반으로 사용자의 성격 맞춤형 학습전략을 적용하는 애플리케이션을 개발하는 것을 목적으로 하였다. 음성대화 속의 발화된 말의 빠르기(speech rate)나 말소리의 크기, 기본주파수(fundamental frequency)의 값과 그들의 변화패턴, 그리고 묵음구간의 여러 가지 통계적 정보 같은 비언어적 단서를 활용하여 성격패턴을 최고 86.3% 까지 정확하게 인식해 낼 수 있었다. 또한 성격 별 영어단어 학습방법을 개발하여 사전 및 사후테스트를 기반으로 실험한 결과 약 24% 성적 향상을 보였다. 이 연구를 통해 확보되는 원천기술은 각종 에듀테인먼트 콘텐츠에는 물론 로봇과의 대화시스템, 치료나 재활을 위한 기능성 콘텐츠 등에 유용하게 사용될 것이다.

Analysis of Upper Limb Movement Using Bio-Impedance (임피던스를 이용한 상지 운동 분석)

  • Kim, Soo-Chan;Nam, Ki-Chang;Kim, Deok-Won
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2001.11c
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    • pp.461-464
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    • 2001
  • 본 연구에서는 생체 임피던스를 이용하여 3채널 상지(upper arm) 운동 분석 시스템을 제작하였다. 각 채널은 상지의 외전(supination)과 내전(pronation), 팔꿈치(elbow)의 폄과 굽힘, 손목(wrist)의 평과 굽힘에 따른 각 관절의 임피던스 변화를 얻을 수 있도록 설계되었다. 상체 임피던스는 전극의 부착위치에 의존하므로 정밀한 감지를 위해 상지 운동에 대한 임피던스의 변화와 각도계(goniometer)의 각도 변화와의 상관관계를 통하여 상관 관계가 높고, 변화량이 가장 크고 다른 관절의 움직임에 따른 영향이 최소인 곳을 찾아 이를 최적의 전극 위치로 정하였다. 그리고, 선정된 최적의 전극 위치에서 임피던스 변화를 얻어 상지 운동을 분석해 보았다. 최적의 전극 위치에서 손목과 팔꿈치의 각도 변화와 임피던스 변화의 상관 계수는 각각 0.94, -0.97로 아주 높은 상관 관계를 보였다. 또한 이전의 다른 연구에서 임피던스 방법으로 구현해 본적이 없는 팔의 회전(rotation)도 분석이 가능하였다. 이 시스템은 피검자의 동작에 거의 제한을 주지 않고, 가벼우며, 장시간 측정이 용이할 뿐만 아니라 시스템 구성이 영상 분석기에 비해서 단순하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서 제안하는 방법은 재활과 생체역학, 로봇의 원격 제어, 그리고 가상 현실에서의 동작 구현 등에 활용 할 수 있을 것으로 사료된다.

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Development of Knee Ankle Foot Orthosis for Gait Rehabilitation Training using Plantaflexion and Knee Extension Torque (족저굴곡과 무릎 신전 토크를 이용한 보행 재활 훈련용 장하지 보조기 개발)

  • Kim, Kyung;Kim, Jae-Jun;Heo, Min;Jeong, Gu-Young;Ko, Myoung-Hwan;Kwon, Tae-Kyu
    • Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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    • v.16 no.10
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    • pp.948-956
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    • 2010
  • The purpose of this study was to test the effectiveness of a prototype KAFO (Knee-Ankle-Foot Orthosis) powered by two artificial pneumatic muscles during walking. We had previously built powered AFO (Ankle-Foot Orthosis) and KO (Knee Orthosis) and used it effectively in studies on assistance of plantaflexion and knee extension motion. Extending the previous study to a KAFO presented additional challenges related to the assistance of gait motion for rehabilitation training. Five healthy males were performed gait motion on treadmill wearing KAFO equipped with artificial pneumatic muscles to power ankle plantaflexion and knee extension. Subjects walked on treadmill at 1.5 km/h under four conditions without extensive practice: 1) without wearing KAFO, 2) wearing KAFO with artificial muscles turned off, 3) wearing KAFO powered only in plantaflexion under feedforward control, and 4) wearing KAFO powered both in plantaflexion and knee extension under feedforward control. We collected surface electromyography, foot pressure and kinematics of ankle and knee joint. The experimental result showed that a muscular strength of wearing KAFO powered plnatarfexion and knee extension under feedforward control was measured to be lower due to pneumatic assistance and foot pressure of wearing KAFO powered plnatarfexion and knee extension under feedforward control was measured to be greater due to power assistance. In the result of motion analysis, the ankle angle of powered KAFO in terminal stance phase was found a peak value toward plantaflexion and there were difference of maximum knee flexion range among condition 2, 3 and 4 in mid-swing phase. The current orthosis design provided plantaflexion torque of ankle jonit in terminal stance phase and knee extension torque of knee joint in mid-swing phase.

Intelligent Motion Planning System for an Autonomous Mobil Robot (자율 이동 로봇을 위한 지능적 운동 계획 시스템)

  • 김진걸;김정찬
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.19 no.8
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    • pp.1503-1517
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    • 1994
  • Intelligent Motion Planning System(IMPS) is presented for a robot to achieve an efficient path toward the given target point in two dimensional unknown environment is constructed with unrestricted obstacle shapes. IMPS consists of three components for making intelligent motion. These components are real-time motion planning algorithm based on a discontinous boundary method, fuzzy neural network decision system for heuristic knowledge representation, and world modeling with forgetting and reinforcing memory cells. First of all, in real-time motion planning algorithm, the behavior-based architectural method is used to generate subgoal. A behavior generates a subgoal independently by using the method of discontinuous boundary in sensed area. The discontinuous boundary method is a new proposed fast obstacle avoidance algorithm. The second component is fuzzy neural network decision system for accomplishing the subgoal. The heuristic rules are imbedded on the fuzzy neural network to make an intelligent decision. The last one is a forgetting, reinforcing memory technique for the construction of external world map. The activation values of all activated memory cells in grid space are decreased monotonically and after all they are burned out. Therefore, after sufficient journey, robot can have a stationary world map even if the dynaic obstacles exist. Using the IMPS, several simulations show the efficient achievement of target point in unknown enviroment with obstcles of various shapes.

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