• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.215-219
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• 2003

In this paper, we generate a trajectory minimized the energy gait of a biped robot for walking a staircase using genetic algorithms and apply to the computed torque controller for the stable dynamic biped locomotion. In the saggital plane, a 6 degree of freedom biped robot that model consists of seven links is used. In order to minimize the total energy efficiency, the Real-Coded Genetic Algorithm (RCGA) is used. Operators of genetic algorithms are composed of a reproduction, crossover and mutation. In order to approximate the walking gait, the each joint angle is defined as a 4-th order polynomial of which coefficients are chromosomes. Constraints are divided into equality and inequality. Firstly, equality constraints consist of position conditions at the end of stride period and each joint angle and angular velocity condition for periodic walking. On the other hand, inequality constraints include the knee joint conditions, the zero moment point conditions for the x-direction and the tip conditions of swing leg during the period of a stride for walking a staircase.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권6호
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• pp.543-550
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• 2001

본 연구에서는 하퇴 절단환자에서 고정형. 단축형, 다축형 인공족관절 장착시 지면반발력과 에너지 소비량을 측정하여 하퇴의지에 대한 생체역학적 평가를 하였다. 실험에는 각각 2명의 남성과 여성 하퇴 절단 환자가 3종류의 의지를 착용하고 참여하였으며. 3차원 보행분석은 7개의 기준점에 대하여 전체 입각기에 대한 지면 반발력의 체중에 대한 비율로 나타내었다. 하퇴의지 에너지 소비량은 피 실험자들이 각각 2km/h, 3km/h 그리고 가장 걷기 편한 속도로 런닝머신 위에서 보행하게 하면서 측정하였다 실험결과는 지면반발력에서 다축형 인공족관절 장착시 추진력과 후진력의 보행특성에 대하여 우위를 보이며, 고정형 인공족관절 장착시에는 보행균형과 무게중심의 이동에 대해 상대적인 우위를 보였다. 에너지 소비량은 2.3km/h 이상의 보행속도에서 단축형 인공족관절 장착시 다른 두 의지에 비해 적은량의 에너지 소비를 보였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권2호
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• pp.153-165
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• 2013

기존의 보행분석 연구들은 하지를 하나의 스프링으로 간주하였다. 만약 슬관절 신전을 보조할 수 있는 슬관절 액추에이팅 메커니즘을 개발할 수 있다면 보행에 필요한 탄성-변형률에너지를 혁신적으로 저장-방출할 수 있고, 그 결과 보행 중 하지강성은 더욱 증가할 것이다. 게다가 족관절 액추에이팅 메커니즘까지 추가되어 있다면 슬관절 액추에이터에 의한 과도한 인공하지강성을 능동적이고 적절한 수준으로 보상해주는 기전으로 작동할 것이다. 만약 가속도에 의한 보행속도 증가를 방지하기 위해 인위적 감속통제를 작동시킨다면 불필요한 운동에너지의 방출이 발생되고 하지강성 액추에이터의 실효성은 의심을 받게 된다. 따라서 본 저자는 보행속도를 2개의 세그먼트에 의한 상대 각속도 조절기법을 이용하여 하지강성을 증가시킨다는 기본개념으로 슬-족관절 액추에이터 시스템을 개발하였다. 또한 족관절에 슬관절 액추에이팅에 대한 보상기전이 존재하는 경우, 족관절의 보상기전이 중족지절관절 경사각 및 보행속도 변화에 미치는 상호영향을 연구하였다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.23-28
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• 2010

심폐기능 허약자의 경우 다른 보행기능은 정상이지만 산소 공급에 문제가 발생된 경우로서, 에너지 소모를 최소한으로 줄여주는 보행보조 시스템이 필요하다. 심폐기능 허약자의 보행을 원활히 보조하기 위하여 본 연구에서는 고관절에 부착된 DC모터를 이용하여, 보행시 고관절 굴곡 및 신전을 제어하는 시스템을 고안하였다. 두 개의 모터를 좌우 고관절에 부착되어 정상 보행패턴을 기준으로 고관절의 굴곡과 신전의 설정각도를 정의하고 보행을 보조한다. 실험결과 보행보조에 의한 에너지 소모도 감소는 14.8%이었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.95-96
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• 2007

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1391-1392
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• 2011

• 대한물리의학회지
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• 제19권1호
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• pp.69-79
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• 2024

PURPOSE: This study compared the effect of the muscle energy technique (MET) and stretching technique on ankle dorsiflexion passive range of motion, balance, and gait ability of stroke patients with limited ankle dorsiflexion. METHODS: Forty-four post-stroke patients participated. The participants were randomized into the MET group (METG; n = 22) and the stretching group (STG; n = 22). The METG was subjected to the MET to relax the dorsiflexion, while the STG was subjected to the dorsiflexion stretching technique. Both groups completed standard neurological physical therapy for 30 min per session. The intervention was conducted five times a week over 3 weeks for a total of 15 times. All participants underwent ankle dorsiflexion passive range of motion measurement and Berg Balance Scale score determination and completed a 10-m walking test and the timed up and go test before and after the intervention. RESULTS: After the 3-week intervention, both groups showed significant improvement after the intervention (p < .05). METG participants showed greater improvements in ankle dorsiflexion passive range of motion and 10-m walking test results compared to STG participants (p < .05). CONCLUSION: Both interventions improved ankle dorsiflexion passive range of motion, balance, and gait ability in stroke patients with limited ankle dorsiflexion. Moreover, the MET was superior to ankle dorsiflexion passive range of motion on the 10-m walking test.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.3952-3958
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• 2011

이 연구는 시각장애 아동과 비 장애 아동의 보행형태를 비교 분석하여 하지분절의 생체역학적 변화와 패턴 및 이에 대한 시각장애 아동과 비 장애 아동의 차이를 구명하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 하지에 최근 6개월간 병적 결함이 없는 시각장애 아동 4명과 비 장애 아동 2명을 선정하였다. 두 그룹의 보행 특성에 관한 자료 수집을 위해 적외선 카메라 6대와 지면반력기 1대를 사용하였다. 또한 기초자료 수집은 QTM프로그램을 이용하였고, Visual3D 프로그램을 이용하여 운동역학적 변인을 계산하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다. 지지국면의 전 후 최대 지면반력은 제어기와 추진기 모두 시각장애 아동이 비 장애 아동에 비하여 지면반력이 작게 나타났으며, 제어기의 비율이 추진기에 비하여 긴것으로 나타났다. 하지관절 모멘트의 경우 발목에서는 일반적인 보행에 비하여 신전모멘트가 매우 작게 나타났으며, 무릎관절의 경우 지지국면동안 변화가 거의 없는 것으로 나타나 일반적인 보행 패턴과 상이한 결과로 나타났다. 그러나 엉덩관절 모멘트는 다른 관절에 비하여 상대적으로 크게 나타났다. 하지분절의 에너지 변화는 발과 정강이의 경우 비 장애 아동과 유사한 형태를 보였으나 에너지 발현이 매우 작은 것으로 나타났으며, 대퇴의 발현 형태는 다소 다르지만 다른 분절에 비하여 가장 에너지가 많이 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권1호
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• pp.85-92
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• 2007

In the present study, three-dimensional motion analyses were performed to determine biomechanics of the lower extremity in unexpected missing foot steps for ten healthy young volunteers. In unexpected missing foot steps, the whole plantar surface of the foot or the heel contacted to the ground. A rapid ankle dorsiflexion was found right after missing foot steps and an increased plantarflexion moment was noted during loading response. After the unexpected situation, the breaking force increased rapidly. At this time, both tibialis anterior and soleus were simultaneously activated. Moreover, the range of motion at ankle, knee and hip significantly decreased during stance. In pre-swing, rectus femoris and biceps femoris prevented the collapse of the lower limbs. During late stance, propulsive forces decreased and thus, both plantarflexion moment and power generation were significantly reduced. On the opposite side, hip extension and pelvic upward motion during terminal swing were significant. Due to the shortened pre-swing, the energy generation at the ankle to push sufficiently off the ground was greatly reduced. This preliminary study would be helpful to understand the biomechanics of unexpected dynamic perturbations and valuable to prevent frequent falling of the elderly and patients with gait disorders.

• 로봇학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.116-123
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• 2017

Wearable robots are receiving great attention from the public, as well as researchers, because its motivation is to improve the quality of lives of people. Above all, complete paraplegic patients due to spinal cord injury (SCI) might be the most adequate target users of the wearable robots, because they definitely need physical assistance due to the complete loss of muscular strength and sensory functions. Furthermore, the medical care of complete paraplegics by using the wearable robots have significantly reduced the mortality rate and improved the life expectancy. The requirements of the wearable robot for complete paraplegics are actuation torque, locomotion speed, wearing sensation, robust gait stability, safety, and practicality (i.e., size, volume, weight, and energy efficiency). A WalkON Suit is the wearable robot that has satisfied the requirements of the wearable robot for complete paraplegics and participated in the powered exoskeleton race of Cybathlon 2016. In this paper, configuration of the WalkON Suit, human-machine interface, gait pattern, control algorithm, and evaluation results are introduced.