• 산업융합연구
• /
• 제21권12호
• /
• pp.63-73
• /
• 2023

본 연구는 중년여성의 걷기와 비걷기에 따른 우울증상 영향요인을 파악하고자 진행하였다. 2022년 지역사회건강조사에 참여한 40-64세의 여성 56,007명을 대상으로 복합표본 통계분석을 시행하였다. 그 결과, 중년여성의 걷기정도는 48.9%이었고 51.1%는 걷기를 하지 않았다. 비걷기군은 걷기군에 비해 40-49세, 고등학교 이하 졸업, 비취업자, 기초생활수급자가 많았다. 비걷기군은 7시간 이상의 수면, 높은 스트레스 인지, 우울 증상이 걷기군보다 높았으며 유의한 차이가 있었다. 우울증상 영향요인은 걷기군과 비걷기군 모두 7시간 미만의 수면과 높은 스트레스로 확인되었고 그 영향 정도가 걷기군이 비걷기군보다 높아 원인규명을 위한 후속연구가 필요하다. 이상의 결과, 중년여성의 스트레스와 우울 증상은 걷기를 통해 감소시킬 수 있음을 확인하였고 중년여성이 자신에게 적합한 걷기운동을 지속적으로 실천한다면 걷기 비율을 향상시키고 스트레스 완화와 우울 증상 개선에 기여할 것이다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제17권7호
• /
• pp.641-646
• /
• 2011

A low cost gait analysis system, which can measure stride length, walking speed, and ground reaction force, is proposed. A gait analysis system is used for medical evaluation of patients and rehabilitation assistance. Low cost cameras are attached to a shoe and movement of a shoe is estimated using infrared LED landmarks. Ground reaction force is measured from pressure sensors, which are installed inside a shoe. Through experiments, it is shown that the proposed system can be used to obtain stride length, walking speed, and ground reaction force.

• 로봇학회논문지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.117-121
• /
• 2023

Research on walking assistance exoskeletons that provide optimized torque to individuals has been conducted steadily, and these studies aim to help users feel stable when walking and get help that suits their intentions. Because exoskeleton auxiliary efficiency evaluation is based on metabolic cost savings, experiments on real people are needed to evaluate continuously evolving control algorithms. However, experiments with real people always require risks and high costs. Therefore, in this study, we intend to actively utilize human musculoskeletal simulation. First, to improve the accuracy of musculoskeletal models, we propose a body segment mass distribution algorithm using body composition analysis data that reflects body characteristics. Secondly, the efficiency of most exoskeleton torque control algorithms is evaluated as the reduction rate of Metabolic Cost. In this study, we assume that the torque minimizing the Metabolic Cost is the optimal torque and propose a method for obtaining the torque.

• 로봇학회논문지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.323-329
• /
• 2020

This paper presents a control algorithm for a wearable walking aid robot for subjects with paraplegia after stroke. After a stroke, a slow, asymmetrical and unstable gait pattern is observed in a number of patients. In many cases, one leg can move in a relatively normal pattern, while the other leg is dysfunctional due to paralysis. We have adopted the so-called assist-as-needed control that encourages the patient to walk as much as possible while the robot assists as necessary to create the gait motion of the paralyzed leg. A virtual wall was implemented for the assist-as-needed control. A position based admittance controller was applied in the swing phase to follow human intentions for both the normal and paralyzed legs. A position controller was applied in the stance phase for both legs. A power controller was applied to obtain stable performance in that the output power of the system was delimited during the sample interval. In order to verify the proposed control algorithm, we performed a simulation with 1-DOF leg models. The preliminary results have shown that the control algorithm can follow human intentions during the swing phase by providing as much assistance as needed. In addition, the virtual wall effectively guided the paralyzed leg with stable force display.

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

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.11-20
• /
• 2019

본 연구는 시각 장애인의 도보 적응을 위한 새로운 가상현실 체험 환경을 제안한다. 제안하는 가상현실 체험 환경의 핵심은 몰입형 보행 상호작용과 딥러닝 기반 점자 블록 인식으로 구성된다. 우선, 시각 장애인의 입장에서 현실적인 걷기 경험을 제공함을 목적으로 제자리 걸음을 감지하여 걷기를 판단하는 트래커 기반 걷기 처리과정과 시각 장애인의 보행 보조 도구를 가상현실에 적용한 컨트롤러 기반 VR 흰지팡이를 설계한다. 또한, VR 흰지팡이를 활용한 길 안내 과정에서 도로 위의 점자 블록 인지 및 반응 등 종합적인 의사결정을 수행하는 학습 모델을 제안한다. 이를 기반으로 가상현실 도보 체험 환경에 대한 실험을 위하여 실외 도시 환경으로 구성된 가상현실 어플리케이션을 제작하고, 참가자를 대상으로 설문 실험 및 성능 분석을 진행하였다. 결과적으로 제안한 가상현실 체험 환경이 시각 장애인의 입장에서 현존감 높은 도보 체험을 제공하고 있음을 확인하였다. 그리고 제안한 학습과 처리과정이 인도와 차도, 인도 위의 점자 블록을 높은 정확도로 인지함을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제16권10호
• /
• pp.948-956
• /
• 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.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.45-50
• /
• 2016

본 논문은 주로 실버층을 위한 보행보조 역할을 하는 지팡이에 모션센싱 및 심박센싱, 데이터 처리 그리고 통신 기능을 탑재한 스마트 지팡이 개발을 기술한다. 지팡이는 사용자의 스마트폰과 통신하며, 모션센서를 활용하여 낙상이 발생하면 경보를 발생시킨다. 스마트폰은 클라우드와 연결되어 미리 지정된 보호자에게 낙상경보가 전파될 수 있도록 하였다. 또한 시간과 공간의 제약에서 벗어나 고령자에게 스마트 헬스케어 기능을 제공하며 사용자들에 대한 다양한 정보를 제공할 수도 있는 하나의 건강 플랫폼이기도 하다. 지팡이에 장착되는 심박센서와 모션센서는 사용자의 심박정보와 움직임 정보를 제공하여 다양한 부가기능을 가능하게 한다. 본 스마트지팡이는 기본적으로 보행보조 역할을 충실히 하며, IT기술과 접목되어 고령자를 돕는 IT융합 보행보조용 스마트지팡이라 하겠다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제17권8호
• /
• pp.814-823
• /
• 2011

Nowadays many neurological diseases such as stroke and Parkinson diseases are continually increasing. Orthotic devices as well as exoskeletons have been widely developed for supporting movement assistance and therapy of patients. Robotic knee orthosis can compensate stiff-knee gait of the paralyzed limb and can provide patients consistent assistance at wearable environments. With keeping a robotic orthosis wearable, however, it is not easy to develop a compact and safe actuator with fast rotation and high torque for consistent supports of patients during walking. In this paper, we propose a novel kinematic model for a robotic knee orthosis to drive a knee joint with independent actuation during swing and stance phases, which can allow an actuator with fast rotation to control swing motions and an actuator with high torque to control stance motions, respectively. The suggested kinematic model is composed of a hamstring device with a slide-crank mechanism, a quadriceps device with five-bar/six-bar links, and a patella device for knee covering. The quadriceps device operates in five-bar links with 2-dof motions during swing phase and is changed to six-bar links during stance phase by the contact motion to the patella device. The hamstring device operates in a slider-crank mechanism for entire gait cycle. The kinematics and velocity/force relations are analyzed for the quadriceps and hamstring devices. Finally, the adequate actuators for the suggested kinematic model are designed based on normal gait requirements. The suggested kinematic model will allow a robotic knee orthosis to use compact and light actuators with full support during walking.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제16권9호
• /
• pp.77-85
• /
• 2011

본 논문은 보행중인 시각장애인에 장착된 카메라로부터 획득한 영상에서 보도와 차도 영역을 구분하기 위한 영역분할 기법과 질감 특징추출 기법에 대해 제안한다. 허프 변환 알고리즘을 이용한 라인검출을 통해 도로 경계선을 검출하고, 분할된 영역을 원근에 따라 3단계의 레벨로 구분한다. 그리고 분할된 영역들의 질감 특징성분을 추출함으로써 보도와 차도영역으로 분리한다. 보도블록이 가지는 복잡하고 다양한 특성의 패턴과 차도의 균일한 질감을 가진 영역의 특성을 비교하기 위하여 회전에 강건한 LBP, GLCM 질감 특징성분들을 이용함으로써 두 영역을 구분하였다. 제안된 방법은 주간과 야간 영상에 대해 실험한 결과 조도의 변화에 강건하게 영역을 분리할 수 있었고, 또한 보행자와 장애물이 많은 영상에서도 회전이나 폐색에 관계없이 영역 분리가 가능함을 확인하였다.