표제지
요약문
목차
제1장 연구의 목적 및 필요성 8
제1절 연구배경 8
제2절 현 연구(기술)의 문제점 및 앞으로의 전망 10
제3절 연구의 필요성과 중요성 13
(1) 사용자의 물리적 부담 경감 13
(2) 컴플라이언스 제어 시스템의 중요성 및 효과 14
제2장 연구 목표 및 범위 15
제1절 연구목표 15
제2절 연구내용 및 범위 16
제3절 연구방법 17
제3장 국내·외 기술개발 현황 20
제1절 국내 연구기술개발 현황 20
(1) 지능형 보행보조기(이지무브) [2, 3] 20
(2) Smart Walker(LG전자) [4, 5] 21
(3) 보행 도우미 로보(KAIST) [11] 21
(4) JaRoW(JAIST Activie Robotic Walker, JAIST) [8] 22
(5) 보행의지 파악 시스템이 적용된 보행보조기(한국산업기술대학교)[9] 23
제2절 국외 연구기술개발 현황 24
(1) SmartWalker(ETH Zurich) [1] 24
(2) RT1, RT2(RT Works) [6, 7] 24
(3) WAW10(TacaoF) [10] 25
(4) Flatia(Kawamura cycle) 26
제4장 연구사업 수행내용 및 결과 27
제1절 보행보조 로봇장치(Robotic Rollators) 분석 27
제2절 보행보조 로봇장치(Robotic Rollators) 성능평가 36
1. 사용자 의도파악을 위한 센서 장착 및 제어기 제작 36
2. 성능평가 시나리오 구성 37
3. 연구 결과 43
제5장 연구사업목표 달성도 및 대외기여도 60
제1절 연구사업 목표 달성도 60
제2절 대외기여도 61
제6장 연구사업 결과의 활용계획 62
참고문헌 63
판권기 64
〈표 4-1〉 보행보조 로봇장치 종류별 사양 28
〈표 4-2〉 WAW10 모드별 지원강도 33
〈표 4-3〉 이상상황 발생에 따른 제품별 대응 35
〈표 4-4〉 보행보조 로봇장치 상용품의 이동지원기기(옥외) 요구조건 충족현황 35
〈표 4-5〉 실험조건 42
〈표 4-6〉 피험자 정보 44
[그림 1-1] 장애인 보조기기 지원 사업 현황 9
[그림 1-2] 고령자의 수동형 보행차와 보행보조 로봇장치(Robotic Rollators) 이용 시 근력 사용량 비교 11
[그림 1-3] 고령자의 수동형 보행차와 보행보조 로봇장치(Robotic Rollators) 이용 시 이동범위 비교 11
[그림 1-4] 국제표준화 조직 현황 12
[그림 1-5] 중량물 적재 시 사용자와 보행보조 로봇장치(Robotic Rollators) 사이의 상호작용 힘 13
[그림 2-1] 보행보조 로봇장치 상용품 3종 17
[그림 2-2] 외란관측기 개념에 대한 블록선도 19
[그림 3-1] 지능형 보행보조기(이지무브) 20
[그림 3-2] Smart Walker(LG전자) 21
[그림 3-3] 보행 도우미 로봇(KAIST) 21
[그림 3-4] JaRoW 프로토타입 및 controller 시스템(JAIST) 22
[그림 3-5] 퍼지 알고리즘 적용 보행보조기(한국산업기술대학교) 23
[그림 3-6] SmartWa|ker(ETH Zurich) 24
[그림 3-7] RT1 (A), RT2 (B)(RT Works) 25
[그림 3-8] WAW10(TacaoF) 26
[그림 3-9] Flatia(Kawamura cycle) 26
[그림 4-1] RT1 조작패널(A), 간이설정모드 4단계(B), 상세설정모드 15단계(C) 29
[그림 4-2] RT1 손잡이 높이조절 방법 및 신장별 권장 높이 29
[그림 4-3] RT1 바퀴 방향 제한 방법 30
[그림 4-4] RT1 수동브레이크 사용방법(A), 접는방법(B) 30
[그림 4-5] RT2 조작패널(A), 간이설정모드 4단계(B), 상세설정모드 8단계(C) 31
[그림 4-6] RT2 손잡이 높이 조절 방법 31
[그림 4-7] RT2 수동브레이크 사용방법(A), 접는 방법(B) 32
[그림 4-8] WAW10 조작패널(A), 원터치&수동 브레이크(B), 방향 제한방법(C) 33
[그림 4-9] WAW10 접는 방법 34
[그림 4-10] RT2, WAW10 센서 장착 예시 36
[그림 4-11] 관성센서 기반 무선 동작측정이 가능한 Xsens Awinda system 38
[그림 4-12] Noraxon EMG system 38
[그림 4-13] 근전도 센서 부착 위치 39
[그림 4-14] GSR 센서 고정 위치 39
[그림 4-15] Xsens 센서 부착 위치 40
[그림 4-16] 실험 시 보행 경사로 41
[그림 4-17] RT2, WAW10 개조 및 측정데이터 저장 43
[그림 4-18] 실험 사진 44
[그림 4-19] 하중에 따른 무릎 ROM(RT1 조건 1: Assist 2, Brake 2, Speed 2 단계) 46
[그림 4-20] 하중에 따른 무릎 ROM(RT1 조건 2: Assist 4, Brake 4, Speed 2 단계) 46
[그림 4-21] 하중에 따른 무릎 ROM(RT2 조건 1: Assist 2, Brake 2, Speed 2 단계) 47
[그림 4-22] 하중에 따른 무릎 ROM(RT2 조건 2: Assist 4, Brake 4, Speed 2 단계) 47
[그림 4-23] 하중조건에 따른 무릎 ROM(WAW10 조건 1: 표준모드) 48
[그림 4-24] 하중조건에 따른 무릎 ROM(WAW10 조건 2: 파워모드) 48
[그림 4-25] Assist, Brake, Speed 설정 조건 따른 무릎 ROM(RT1) 49
[그림 4-26] Assist, Brake, Speed 설정 조건 따른 무릎 ROM(RT2) 49
[그림 4-27] 모드 설정 조건에 따른 무릎 ROM(WAW10) 50
[그림 4-28] 하중에 따른 내측비복근 근활성도(RT1 조건 1: Assist 2, Brake 2, Speed 2단계) 52
[그림 4-29] 하중에 따른 내측비복근 근활성도(RT1 조건 2: Assist 4, Brake 4, Speed 2단계) 52
[그림 4-30] 하중에 따른 내측비복근 근활성도(RT2 조건 1: Assist 2, Brake 2, Speed 2단계) 53
[그림 4-31] 하중에 따른 내측비복근 근활성도(RT2 조건 2: Assist 4, Brake 4, Speed 2단계) 53
[그림 4-32] 하중에 따른 내측비복근 근활성도(WAW10 조건 1: 표준모드) 54
[그림 4-33] 하중에 따른 내측비복근 근활성도(WAW10 조건 2: 파워모드) 54
[그림 4-34] 하중에 따른 피험자 발휘 힘(RT2 조건 1: Assist 2, Brake 2, Speed 2단계) 56
[그림 4-35] 하중에 따른 피험자 발휘 힘(RT2 조건 2: Assist 4, Brake 4, Speed 2단계) 56
[그림 4-36] 하중에 따른 피험자 발휘(WAW10 조건 1: 표준모드) 57
[그림 4-37] 하중에 따른 피험자 발휘 힘(WAW10 조건 1: 파워모드) 57
[그림 4-38] ROS를 활용한 제어기 개발 59
[그림 6-1] LG전자 SmartWalker 개발 시 도출한 성능평가 항목 및 평가방법 62