• The Journal of Korean Physical Therapy
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• 제28권2호
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• pp.71-76
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• 2016

Purpose: This study was conducted to assess the effects of robot-assisted gait training with visual feedback on gait, balance, and balance confidence in patients with chronic stroke. Methods: Thirty subjects with chronic stroke were randomly assigned to two groups: the experimental group (n=15) and the control group (n=15). The experimental group performed robot-assisted gait training for 30 minutes and the control group performed gait training with assisted devices training for 30 minutes after both groups performed conventional physical therapy for 30 minutes. Both groups performed the therapeutic interventions for 5 days per week, for a period of 4 weeks. For assessment of the 10 m walking test (10 MWT), Figure of 8 on the walk test (F8WT), Timed-Up and Go test (TUG), and Berg Balance Scale (BBS) were used to test the gait and balance, and the Korean version of the Activities-specific Balance Confidence Scale was used to test the balance confidence. Results: The experimental group showed significant improvement in the 10 MWT and the K-ABC (p<0.05), and the control group showed significant improvement in the BBS and the TUG (p<0.05). In four measurements, there were significant differences between the two groups (p<0.05), and the control group showed significant improvement in the F8WT at pre and post intervention (p<0.05). Conclusion: This study demonstrated that Robot-assisted gait training with visual feedback is an effective intervention for improving straight gait abilities and balance confidence, while the control group showed some improvement in curve gait and balance. Thus, we suggest both Robot-assisted gait training with visual feedback and gait training with assisted devices training exercise as a therapeutic intervention in chronic stroke rehabilitation.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권8호
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• pp.837-848
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• 2014

본 논문에서는 보행이 불편한 노인들의 효과적인 자가 재활을 위한 보행 보조 로봇의 개발에 대해 연구하였다. 개발된 로봇의 주요 특징은 크게 유아보행기 및 전동휠체어 메커니즘을 융합한 안전성 및 운동성향상과 가변저항 및 스테레오 카메라를 이용한 정확한 보행 추종 제어 알고리즘으로 나눌 수 있다. 구체적으로, 유아보행기의 메커니즘을 적용하여 사용자가 보행 중 넘어지는 사고로부터 안전을 확보하는 동시에 다리근육의 부담을 줄여줄 수 있는 골반지지대를 설계하였으며, 전동휠체어와 같이 구동모터를 이용하여 사용자가 적은 힘으로도 로봇을 이동시킬 수 있도록 하였다. 다음으로, 골반지지대에 부착된 가변저항을 이용하여 사용자의 보행 의도 및 방향을 로봇이 자동적으로 판단하고 사용자를 추종할 수 있도록 하였으며, 스테레오 카메라를 이용한 사용자 하체모션분석 알고리즘으로부터 추종 반응속도와 정확성을 한층 높였다. 최종적으로, 단계적인 보행 보조 실험을 통해 개발된 로봇의 사용자 보행 추종 성능을 실험적으로 검증하였다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.171-176
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• 2016

본 연구는 옴니휠을 이용한 1인승 탑승 로봇개발을 통해 장애인 및 비장애인 탑승자의 거동특성과 안정성을 고려한 사용자의 불편요소와 개선방안을 파악하여 총 6명의 사용성 평가를 실시하였다. 본 연구 결과를 보면 다음과 같다. 첫째, 대구대학교 신애5호관 기숙사에서 실험대상자들에게 옴니휠을 이용한 1인승 로봇을 사용하여 불편요소를 파악하는데 있는 승하차의 경우 비장애인이 만족도 4점보다 장애인이 만족도 1.6점으로 가장 큰 불편함을 느꼈다. 이는 휠체어 높이보다 제품의 시트높이가 10cm 더 높아 이동하기 어려웠던 것으로 분석된다. 둘째, 1인승 로봇의 주행와 안전을 위해 장착된 시트, 등받이, 암레스트, 풋레스트, 안전벨트 등 장애인과 비장애인 모다 3점 평균이하의 각각 2.33점과 2.62점의 만족도를 보였으나, 가변형설계 및 설계디자인의 경우 장애인과 비장애인 모두 3.5점의 평균 이상 만족도를 나타내었다. 셋째, 1인승 로봇의 가격의 경우 6~7백만원으로 상당히 비싸다는 의견이 많아 정부 보조금 지원이 가능하다면 전동휠체어 대용으로 구입하겠다는 의견을 나타내었다. 따라서 장애인 사용성 평가에서 나타난 불편사항과 개선방안을 토대로 추가적인 연구개발이 이루어져 교통약자들에게 스스로 탑승 및 이동하여 간단한 일상생활 하는데 있어 삶의 질을 높일 필요성이 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.503-509
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• 2015

In this paper, we designed and tested an ankle joint mechanism for a gait rehabilitation robot. Gait rehabilitation programs are designed to improve the natural leg motion of patients who have lost their walking capabilities by accident or disease. Strengthening the muscles of the lower-limbs and stimulation of the nervous system corresponding to walking helps patients to walk again using gait assistive devices. It is an obvious requirement that the rehabilitation system's motion should be similar to and as natural as the normal gait. However, the system being used for gait rehabilitation does not pay much attention to ankle joints, which play an important role in correct walking as the motion of the ankle should reflect the movement of the center of gravity (COG) of the body. Consequently, we have designed an ankle mechanism that ensures the safety of the patient as well as efficient gait training. Also, even patients with low leg muscle strength are able to operate the ankle joint due to the direct-drive mechanism without a reducer. This safety feature prevents any possible adverse load on the human ankle. The additional degree of freedom for the roll motion achieves a gait pattern which is similar to the normal gait and with a greater degree of comfort.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권7호
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• pp.41-51
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• 2020

This paper presents the development of a robotic system for rehabilitation of the trunk's ability to maintain postural control under different balance conditions. The system, developed with extensive input from rehabilitation and biomedical engineering experts, consists of a seat mounted on a robotic mechanism capable of moving it with four degrees of freedom (3 rotational and 1 translational). The seat surface has built in instrumentation to gauge the movements of the user's center of pressure (COP) and it can be moved either to track the movements of the COP or according to operator given commands. The system allows two types of leg support. A ground mounted footrest allows participation of legs in postural control while a seat connected footrest constrains the leg movement and limits their involvement in postural control. The design evolution over several prototypes is presented and computer aided structural analysis is used to determine the feasibility of the designed components. The system is pilot tested by a stroke patient and is determined to have potential for use as a trunk rehabilitation tool. Future works involve more detailed studies to evaluate the effects of using this system and to determine its efficacy as a rehabilitation tool.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권8호
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• pp.505-510
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• 2017

본 논문에서는 다양한 견관절 장애 증상에 적용할 수 있는 보급형 상지 재활 로봇의 설계를 다룬다. 견관절의 회전에 수반되는 관절 중심의 위치변화를 추종하고, 사용자의 상지와 장치의 무게를 상쇄하는 3자유도 견관절 추종 및 중력보상 메커니즘을 구현하였다. 다양한 방향의 어깨 재활 동작을 구현할 수 있도록 구동축의 방향을 변환하는 메커니즘을 설계하여, 견관절에 대한 구동기의 상대적인 오리엔테이션을 변화시킴으로써 대표적인 5가지 견관절 동작을 수행할 수 있었다. 동시에 재활 운동 중의 견관절의 위치 변화를 추종하여 자연스러운 견관절 운동을 구현할 수 있었다. 최소의 구동기를 사용하는 보급형 로봇으로도 다양한 견관절 질환에 효과적으로 대응할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.562-568
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• 2016

본 연구의 목적은 가상현실과 로봇보조재활치료를 이용하여 뇌졸중 후 푸셔 증후군에 대한 치료적인 효과를 조사하고자 하기 위함이다. 총 10명의 뇌졸중 후 푸셔 증후군을 보이는 환자가 모집되었다. 환자는 각각 5 명씩 로봇보조재활치료와 대조군으로 배정되었다. 실험군은 로봇보조재활치료와 일반적인 재활치료를 함께 받았으며, 대조군은 하루 2회 일반적인 재활치료를 받았다. 중재 시간은 30분간 진행되었으며, 주 5회, 4주간 시행하였다. 치료 전후 변화는 Scale for contraversive pushing (SCP), Berg balance scale (BBS), falling index (FI), Timed up and go test (TUG)을 이용하여 측정하였다. 4 주간의 중재 치료 후 로봇보조재활치료 군에서 SCP (p=0.046), BBS (p=0.046), FI (p=0.038), TUG (p=0.038)은 대조군에 비하여 유의하게 향상되었다. 또한 SCP와 BBS (p=0.024), FI (p=0.039), TUG (p=0.030)는 유의한 상관관계가 관찰되었다. 결과적으로 가상현실을 이용한 로봇보조재활치료는 일반적인 재활치료에 비하여 뇌졸중 후 푸셔 증후군을 회복하는데 더 도움이 되었으며, 푸셔 증후군의 회복은 균형과 보행기능의 향상과 관련이 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권7호
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• pp.730-736
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• 2012

Latest, many researchers do research on wearable robot. The purpose of the researches is very diverse, it will improve efficiency in the industry, taken to replace the many workers in the military field and taken to assist bodily functions run out by aging. However, there is no clear Differentiated strategy depending on the purpose for design and control of the wearable robot. Although a common purpose is to drive the robot by the sensor signal (intent signals), the optimization about the mechanism and control studies must be done according to the user's physical ability and purpose. In this study, the study's first phase for the development of wearable robotic gait rehabilitation, gait characteristics were analyzed elders and hemiplegia patients using a 3D gait analysis system (VICON512). As a result, asymmetric gait characteristics of the hemiplegia patients were found compared with the normal elderly.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.763-768
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• 1999

The space variant imaging system which mimics the human beings visual system has some merits such as wide field-of-view, the low computational cost and the high accuracy in matching of correspondence points of stereo images. In this presentation, a visual servoing system based on the space variant imaging technique is proposed for the control of the rehabilitation robot arm. The position information of an object obtained by space variant imaging techniques is used for the visual servoing. According to the empirical data, the degree of correlation extracted by the space variant imaging technique is more accurate than that of the space invariant imaging technique.

• 구강회복응용과학지
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• 제26권3호
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• pp.285-296
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• 2010

본 연구에서는 영상처리 기술을 활용한 치과용 로봇 조명장치를 개발하여 그 정확도를 측정하여 보고자 한다. 본 연구를 통해 개발된 치과용 로봇 조명장치는 환자의 얼굴을 카메라로 인식을 하여 구강의 위치를 찾아 로봇이 움직여 라이트를 비추게 하는 것으로서 모션 제어 부, 라이트 제어 부, 영상 처리부로 구성되어 있다. 카메라로 영상을 획득 후 동작변화 영상을 추출 한 다음 아다부스트 알고리즘(Adaboost algorithm)을 통해, 얼굴 검출에 필요한 특징을 추출하여 실시간으로 얼굴 영역을 검출하도록 하였다. 영상처리를 통한 환자 구강의 추출 실험 시 정면영상에서 높은 얼굴인식률을 나타냈고 얼굴영역이 인식이 되면, 안정적인 라이트 로봇 암(Light robot arm)의 제어가 가능했다.