• 한국융합학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.175-182
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• 2020

계단 보행 시 로봇의 최적 궤도 계산은 유전자 알고리즘과 계산 토크 컨트롤러를 사용하여 수행되었다. 첫째, 생식, 교배, 돌연변이로 이루어진 실시간 유전 알고리즘 (RCGA)을 사용하여 총 에너지 효율이 최소화되었다. 보폭의 시작과 끝, 그리고 조인트, 각도, 각속도 위치 어셈블리 관련 재현성 조건은 선형 제약이다. 다음은 고르지 못한 제약은 코너 스윙 다리와 계단의 외부와의 충돌을 막기 위한 조건, 운동 학적 특이성을 막기 위한 무릎 관절의 조건 및 진행 방향의 안전은 보장되지 않음 이란 조건을 따른다. 마지막으로, 각 관절의 각도 궤도는 염색체를 근사 계수를 가지는 4차 다항식에 의해 정의된다. 이것은 보통 도보를 의미한다. 이 연구에서는 최적의 궤도의 에너지 효율을 7개의 링크로 구성된 7자유도의 2족 로봇을 통한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 분석했다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권10호
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• pp.991-996
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• 2017

인간의 보행에서 안정적인 디딤을 가능하게 하는 동작특성은 보행 일주기의 60%를 차지하는 긴 디딤국면이다. 본 연구에서는 이러한 보행패턴을 자전거의 크랭크 구동장치에 반영하여 직립자세에서 안정적으로 구동할 수 있는 자전거를 설계하고자 한다. 크랭크의 회전속도를 디딤국면에서는 느리게 되돌림국면에서는 빠르게 움직이도록 급속귀환 기구를 크랭크 구동시스템에 적용하였다. 이 급속귀환 크랭크기구의 설계변수를 정의하고 설계변수의 변화가 크랭크의 거동에 미치는 영향을 시뮬레이션 하였다. 또한 실험장치를 제작한 후 탑승자의 구동동작을 분석한 결과 보행패턴을 접목한 크랭크는 사용자 무게중심 안정화에 기여하는 것으로 나타났다. 향후 보행패턴을 접목한 크랭크는 서서 타는 자전거의 구동시스템에 접목 가능할 것으로 보인다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제13B권2호
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• pp.187-196
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• 2006

대부분의 3차원 캐릭터 애니메이션에서는 모션 캡쳐 장비를 통해서 포착된 동작 데이터를 이용하여 다양한 지형상에서 캐릭터의 이동 동작을 표현한다. 이러한 동작 포착 데이터는 실제 사람과 같이 움직이는 동작들을 자연스럽게 표현할 수 있으나, 만약 다양한 지형에 대해 움직이는 동작을 표현할 경우, 지형의 유형에 따라 모든 동작을 캡쳐하여야 하고, 얻어진 동작 데이터를 다른 유형의 캐릭터에 적용할 경우 동작 데이터를 다시 얻거나 기존 동작 데이터를 재편집해야 하는 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 평지면, 경사면, 계단면 그리고 굴곡면 등 다양한 지형에서의 적응적인 걷기, 달리기의 이동 동작을 생성하기 위한 통합적 생성 방법을 제안한다. 이 방법에서는 캐릭터의 신장이나 걷는 속도 걸음폭 등의 적은 매개변수들을 사용하여 이동 동작을 생성할 수 있다. 관절들의 위치나 각도는 역운동학(Inverse Kinematics)방법으로 계산하고, 골반과 이동하는 다리의 움직임 궤적 산출은 큐빅 스플라인 곡선을 활용한다. 또한 제안된 방법을 통해서 다양한 실제 캐릭터에 적용하여 이동 동작을 확인한다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제30권11호
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• pp.1092-1101
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• 2003

대부분의 3차원 캐릭터 애니메이션에서는 모션 캡쳐 장비를 통해서 포착된 동작 데이타를 이용하여 다양한 지형상에서 캐릭터가 걷는 동작을 표현한다. 이러한 동작 포착 데이타는 실제 사람과 같이 움직이는 동작들을 자연스럽게 표현할 수 있으나, 만약 다양한 지형에 대한 움직이는 동작이 표현할 경우, 지형의 유형에 따라 모든 동작을 캡쳐하여야 하고, 얻어진 동작 데이타를 다른 유형의 캐릭터에 적용할 경우 동작 데이타를 다시 얻거나 기존 동작 데이타를 재편집해야 하는 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 적은 매개변수들을 사용하여 평지면, 경사면, 계단면 그리고 굴곡면 등 다양한 지형에서의 적응적인 걷는 동작을 생성하기 위한 방법과 골반과 이동하는 다리의 움직임 제적을 산출하는 방법을 제안한다. 이 방법에서는 캐릭터의 신장이나 걷는 속도, 걸음폭 등의 매개변수들을 조절하여 다양한 걸음걸이를 생성할 수 있으며 역운동학(Inverse Kinematics) 개념을 적용하여 관절들의 위치나 각도를 산출하고 관절의 이동 궤적을 계산하기 위해 큐빅 스플라인 곡선을 활용한다.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제20권1호
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• pp.64-73
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• 2013

The purposes of this study were to develop a new orthosis controlling ankle and knee joint motion during the gait cycle and to identify the effects of the newly designed orthosis on gait kinematics and tempospatial parameters, including coordination of the extremities in stroke patients. Fifteen individuals who had sustained a stroke, onset was 16 months, participated in this study. Before application of the measurement equipment the subjects were accustomed to walking on the ankle-foot orthosis (AFO) or stance control knee with knee flexion assisted-oil damper ankle-foot orthosis (SCKAFO) for 5 minutes. Fifteen patients were investigated for 45 days with a 3-day interval between sessions. Measurements were walking in fifteen stroke with hemiparesis on the 3D motion analysis system. Comparison of AFO and SCKAFO are gait pattern. The difference between the AFO and SCKAFO conditions was significant in the gait velocity, step length of the right affected side, stance time of both legs, step-length asymmetry ratio, single-support-time asymmetry ratio, ${\phi}$-thigh angle and ${\phi}$-shank angle in the mid swing (p<.001). Using a SCKAFO in stroke patients has shown similar to normal walking speeds can be attained for walking efficiency and is therefore desirable. In this study, the support time of the affected leg with the SCKAFO was longer than with the AFO and the asymmetry ratio of single support time decreased by more than with the AFO. This indicates that the SCKAFO was effective for improving gait symmetry, single-support-time symmetry. This may be due to the decrease of gait asymmetry. Thus, the newly designed SCKAFO may be useful for promoting gait performance by improving the coordination of the extremity and decreasing gait asymmetry in chronic stroke patients.

• 한국운동역학회지
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• 제25권1호
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• pp.131-140
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• 2015

Purpose : The purpose of this study was to analyze the coordination of the trunk tilting angle and bilateral lower limbs according to the stirrups length during trot in equestrian. Methods : Participants selected as subject were consisted of adult male(n=7, mean age: $45.00{\pm}3.78yrs$, mean height: $172.50{\pm}2.44cm$, mean body mass: $76.95{\pm}4.40kg$, mean, mean leg length: $97.30{\pm}2.60cm$). They were divided into 3-types of stirrups lengths(67 cm, 72 cm, 77 cm) during trot. The variables analyzed were consisted of the trunk front-rear angle, lower limb joint(Right Left hip, knee, ankle), overall movement index(OMI) of the lower limbs(thigh, shank, foot) and asymmetry index(AI%) during trot. Results : The average angle in hip and knee joint showed more extended posture according to the increase of stirrups lengths and ankle angle showed more plantarflexion posture according to increase of stirrups length during 1 stride in trot. Also, average angle showed more extended posture in right hip and ankle joint than that of left. The angle of knee joint didn't show significant difference statistically between right and left. Also asymmetric index in average angle of hip, knee and ankle joint didn't show significant difference statistically in between lower limbs, but hip joint showed higher asymmetric index in stirrup length of 77 cm and ankle joint showed higher asymmetric index in stirrup length of 67 cm than that of the others respectively. The FR angle in trunk of horse-rider showed relative backward leaning motions at stirrup length of 67 cm and 77 cm than that of stirrup length of 72 cm during stance and swing phase. OMI in thigh, shank, and foot limbs didn't show significant difference statistically according to the stirrups length of right and left lower limbs, but left lower limbs showed higher index than that of right lower limb. Stirrup length of 72 cm in shank and foot limbs showed higher index than that of stirrup length of 67 cm and 77 cm. But stirrup length of 72 cm showed higher asymmetric index than that of stirrups length of 67 cm and 77 cm. Conclusions : When considering the above, 72 cm(ratio of lower limb 74.04%) stirrup lengths could be useful in posture correction and stabilization than 67cm(ratio of lower limb 68.69%) and 77 cm(ratio of lower limb 79.18%) stirrup lengths during trot in horse back riding.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권1호
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• pp.69-80
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• 1998

본 연구에서는 엑서사이즈 프로그램이 FES를 이용한 하반신 마비환자의 일어서기 및 보행에 미치는 영향을 고찰하였으며, 또한 주요 다리근육들의 전기자극에 대한 수축특성과 피로특성에 주안점을 두었다. 정상인 10명과 완전 하반신 마비환자 4명의 대퇴사두근에 연속적 혹은 간헐적으로 전기자극을 가하였고, 자극주파수는 20Hz와 80Hz로 하였다. 또 근육의 길이에 따른 피로현상을 살펴보기 위하여 무릎의 각도를 90$^{\circ}$와 150$^{\circ}$로 각각 고정한 뒤 무릎신근 토크를 측정하였다. 그 결과를 바탕으로 남자 하반신 마비환자의 대퇴사두근과 장딴지근에 지난 2년간 FES엑서사이즈를 시행하였다. 무릎신근의 근력이 체중을 지지하기에 충분하다고 판단되었을 때 FES 일어서기를 시작하였으며, 자세교환 연습을 거친 뒤 평행봉 혹은 워커를 잡고 정전압 자극기와 표면전극을 사용한 4 또는 6채널 자극으로 보행하도록 하였다. 마비된 근육은 정상인과는 반대로 최적길이 부근에서 상대적으로 급격한 피로를 나타내었고, 저주와 자극과 간헐 자극이 피로를 지연시키는 것을 확인할 수 있었다. 본 실험에 참가한 환자는 FES 엑서사이즈 프로그램을 실시한 결과, 근력이 초기의 10배 정도로 증가하였고, 피로지수는 초기의 절반 정도로 감소하였으며, 엑서사이즈 횟수를 매주 6일에서 7일로 바꾼 후 근력이 눈에 띄게 향상되었다. 환자 자신의 잔존능력도 향상되어 양쪽 무릎을 10cm정도 들어올릴 수 있게 됨으로써 보행시 스윙 단계에서 이 능력을 최대한 활용할 수 있었다. 현재 환자는 워커를 잡고 스스로 자극기의 스위치를 조작하면서 4채널 자극에 의하여 10m/min의 속도로 최대 약 2분 40초의 보행이 가능하다.