본 연구는 후천성 중증상지마비장애인의 사회활동 증진을 목적으로 그들의 소실된 신체기능인 손작업을 구현할 로보틱 암의 개발을 위해 진행된 연구이다. 연구대상은 후천성 중증상지마비 장애인이고 이들의 주된 장애유형은 후천적 사고에 의한 경추손상이나 후천성 신경/근육병질환자들이다. 이들 중증장애인은 2011년 553,740명으로 이들의 사회활동이 활성화 되면 경제적 이윤이 확대되어 삶의 질 향상에 도움이 될 것이고, 보호자나 활동보조인의 파트타임 활용을 통하여 사회적 비용도 줄일 수 있다. 이렇듯 중증상지마비 장애인에게 독립적인 사회활동이 가능하도록 손작업을 구현해 주는 것을 본 연구의 목표로 다음과 같은 순서로 진행되었다. 첫째, 연구의 대상상인 후천성 중증상지마비 장애인의 현황분석을 통해 지체장애는 성인되어 장애인이 되는 경우가 전체의 22.4%에 달하는 것을 알 수 있었고, 뇌병변장애 또한, 성인이 되어 발생하는 경우가 16.5%에 달하는 것을 알 수 있었다. 지체장애와 뇌병변장애의 주된 요인은 ...
본 연구는 후천성 중증상지마비장애인의 사회활동 증진을 목적으로 그들의 소실된 신체기능인 손작업을 구현할 로보틱 암의 개발을 위해 진행된 연구이다. 연구대상은 후천성 중증상지마비 장애인이고 이들의 주된 장애유형은 후천적 사고에 의한 경추손상이나 후천성 신경/근육병질환자들이다. 이들 중증장애인은 2011년 553,740명으로 이들의 사회활동이 활성화 되면 경제적 이윤이 확대되어 삶의 질 향상에 도움이 될 것이고, 보호자나 활동보조인의 파트타임 활용을 통하여 사회적 비용도 줄일 수 있다. 이렇듯 중증상지마비 장애인에게 독립적인 사회활동이 가능하도록 손작업을 구현해 주는 것을 본 연구의 목표로 다음과 같은 순서로 진행되었다. 첫째, 연구의 대상상인 후천성 중증상지마비 장애인의 현황분석을 통해 지체장애는 성인되어 장애인이 되는 경우가 전체의 22.4%에 달하는 것을 알 수 있었고, 뇌병변장애 또한, 성인이 되어 발생하는 경우가 16.5%에 달하는 것을 알 수 있었다. 지체장애와 뇌병변장애의 주된 요인은 경수 손상과 신경/근육질환으로 그들의 신체적 특징을 기술하였다. 둘째, 선행연구의 고찰을 통해 기존 장애인 보조로봇의 연구방법 및 트렌드가 가진 한계점으로 기능위주의 연구와 개발로 인해 정작 장애인들의 사회활동 시에 필요한 다양한 서비스의 구현은 못하고 있는 실정 이었고, 이를 해결하기 위한 서비스 개발에 대한 연구는 미비한 수준이었다. 본 연구에서는 장애인의 사회활동을 보조하는 로봇 암을 디자인하기 위해 적정서비스 개념을 제안하였고, 현재 개발되어 있는 장애인 보조로봇 및 보조기기의 사례에 대한 적정서비스 평가를 실시하였다. 이를 통해 로보틱 암의 개발에 있어 정교한 인간의 손동작, 팔 동작의 구현보다는 사회활동에 필요한 서비스를 먼저 기획하고 이를 실행할 수 있는 핵심기능의 수행에 목표를 두고 연구를 진행해야 한다. 그리고 부피와 무게, 구매비용을 최소화하는 노력을 해야 한다. 셋째, 설문조사에 참여한 연구대상 장애인들의 경우 대부분이 컴퓨터와 스마트디바이스를 보호자나 활동보조인의 보조를 통하여 사용하고 있는 것으로 나타났다. 인터뷰에서는 보호자나 활동보조인의 도움 없이도 간단한 손작업은 본인이 독립적으로 수행하기를 원하고 있었다. 대표 페르소나를 통해 사회활동 여정 분석을 하였고 사회활동에 필요한 손작업의 종류와 이해관계자의 역할을 도출하였다. 이해관계자의 행동분석을 통해 독립적으로 수행이 가능하고 효율성이 높은 핵심기능을 종합하여 후천성 중증상지마비 장애인이 사회활동에 가장 필요로 하고 독립적인 수행이 용이한 손작업인 ‘스마트디바이스 사용하기’, ‘신분증/신용카드 사용하기’, ‘음료 마시기’, ‘명함교환하기’, ‘문서받침대 사용하기’를 핵심 태스크 영역으로 선정하였고 이의 수행 방법을 제안하였다. 넷째, 손작업 태스크영역과 수행방법을 구현할 로보틱 암의 디자인 개발은 적정서비스의 개념을 적용하여 디자인 방향을 설정하였고 이를 바탕으로 아이디어 스케치와 손작업을 구현하기 위한 콘셉트모델을 제안 하였다. 디자인 콘셉트를 바탕으로 ‘스마트디바이스 사용하기’, ‘신분증/신용카드 사용하기’, ‘음료 마시기’, ‘명함교환하기’, ‘받침대 사용하기’의 5가지 손작업을 구현할 수 있는 시작품(Prototype)을 제작 하였다. 다섯째, 시작품의 기능검증을 위한 사용성 평가와 인터뷰에는 5명의 중증상지마비 장애인과 이들의 보호자 및 활동보조인을 대상으로 진행되었다. 사용성 평가와 인터뷰에서 도출된 문제점을 분석하여 로보틱 암의 가동범위(Range of Motion)는 더 넓고 미세조절이 가능하도록 해야 하며, 마우스스틱을 이용한 스마트디바이스의 컨트롤을 쉽게 하기위해서는 직관적으로 인터페이스의 디자인이 개선되어야 한다는 의견을 도출했다. 최종디자인에서는 사용성 평가에서 도출된 문제점을 보완하여 최종디자인 안의 제안 및 개선된 사용방법에 대한 서비스 시나리오를 제안하였다. 본 연구의 결과물인 ‘로보틱 암’은 중증장애인들에게 사회활동의 기회를 제공해 주기 위함이다. 이번 연구에서는 손작업의 일부만을 목표로 진행되었지만 향후연구에서는 손작업 서비스를 추가로 개발하여 암의 손작업 구현 기능을 확대할 필요성이 요구될 것으로 예측된다.
본 연구는 후천성 중증상지마비장애인의 사회활동 증진을 목적으로 그들의 소실된 신체기능인 손작업을 구현할 로보틱 암의 개발을 위해 진행된 연구이다. 연구대상은 후천성 중증상지마비 장애인이고 이들의 주된 장애유형은 후천적 사고에 의한 경추손상이나 후천성 신경/근육병질환자들이다. 이들 중증장애인은 2011년 553,740명으로 이들의 사회활동이 활성화 되면 경제적 이윤이 확대되어 삶의 질 향상에 도움이 될 것이고, 보호자나 활동보조인의 파트타임 활용을 통하여 사회적 비용도 줄일 수 있다. 이렇듯 중증상지마비 장애인에게 독립적인 사회활동이 가능하도록 손작업을 구현해 주는 것을 본 연구의 목표로 다음과 같은 순서로 진행되었다. 첫째, 연구의 대상상인 후천성 중증상지마비 장애인의 현황분석을 통해 지체장애는 성인되어 장애인이 되는 경우가 전체의 22.4%에 달하는 것을 알 수 있었고, 뇌병변장애 또한, 성인이 되어 발생하는 경우가 16.5%에 달하는 것을 알 수 있었다. 지체장애와 뇌병변장애의 주된 요인은 경수 손상과 신경/근육질환으로 그들의 신체적 특징을 기술하였다. 둘째, 선행연구의 고찰을 통해 기존 장애인 보조로봇의 연구방법 및 트렌드가 가진 한계점으로 기능위주의 연구와 개발로 인해 정작 장애인들의 사회활동 시에 필요한 다양한 서비스의 구현은 못하고 있는 실정 이었고, 이를 해결하기 위한 서비스 개발에 대한 연구는 미비한 수준이었다. 본 연구에서는 장애인의 사회활동을 보조하는 로봇 암을 디자인하기 위해 적정서비스 개념을 제안하였고, 현재 개발되어 있는 장애인 보조로봇 및 보조기기의 사례에 대한 적정서비스 평가를 실시하였다. 이를 통해 로보틱 암의 개발에 있어 정교한 인간의 손동작, 팔 동작의 구현보다는 사회활동에 필요한 서비스를 먼저 기획하고 이를 실행할 수 있는 핵심기능의 수행에 목표를 두고 연구를 진행해야 한다. 그리고 부피와 무게, 구매비용을 최소화하는 노력을 해야 한다. 셋째, 설문조사에 참여한 연구대상 장애인들의 경우 대부분이 컴퓨터와 스마트디바이스를 보호자나 활동보조인의 보조를 통하여 사용하고 있는 것으로 나타났다. 인터뷰에서는 보호자나 활동보조인의 도움 없이도 간단한 손작업은 본인이 독립적으로 수행하기를 원하고 있었다. 대표 페르소나를 통해 사회활동 여정 분석을 하였고 사회활동에 필요한 손작업의 종류와 이해관계자의 역할을 도출하였다. 이해관계자의 행동분석을 통해 독립적으로 수행이 가능하고 효율성이 높은 핵심기능을 종합하여 후천성 중증상지마비 장애인이 사회활동에 가장 필요로 하고 독립적인 수행이 용이한 손작업인 ‘스마트디바이스 사용하기’, ‘신분증/신용카드 사용하기’, ‘음료 마시기’, ‘명함교환하기’, ‘문서받침대 사용하기’를 핵심 태스크 영역으로 선정하였고 이의 수행 방법을 제안하였다. 넷째, 손작업 태스크영역과 수행방법을 구현할 로보틱 암의 디자인 개발은 적정서비스의 개념을 적용하여 디자인 방향을 설정하였고 이를 바탕으로 아이디어 스케치와 손작업을 구현하기 위한 콘셉트모델을 제안 하였다. 디자인 콘셉트를 바탕으로 ‘스마트디바이스 사용하기’, ‘신분증/신용카드 사용하기’, ‘음료 마시기’, ‘명함교환하기’, ‘받침대 사용하기’의 5가지 손작업을 구현할 수 있는 시작품(Prototype)을 제작 하였다. 다섯째, 시작품의 기능검증을 위한 사용성 평가와 인터뷰에는 5명의 중증상지마비 장애인과 이들의 보호자 및 활동보조인을 대상으로 진행되었다. 사용성 평가와 인터뷰에서 도출된 문제점을 분석하여 로보틱 암의 가동범위(Range of Motion)는 더 넓고 미세조절이 가능하도록 해야 하며, 마우스스틱을 이용한 스마트디바이스의 컨트롤을 쉽게 하기위해서는 직관적으로 인터페이스의 디자인이 개선되어야 한다는 의견을 도출했다. 최종디자인에서는 사용성 평가에서 도출된 문제점을 보완하여 최종디자인 안의 제안 및 개선된 사용방법에 대한 서비스 시나리오를 제안하였다. 본 연구의 결과물인 ‘로보틱 암’은 중증장애인들에게 사회활동의 기회를 제공해 주기 위함이다. 이번 연구에서는 손작업의 일부만을 목표로 진행되었지만 향후연구에서는 손작업 서비스를 추가로 개발하여 암의 손작업 구현 기능을 확대할 필요성이 요구될 것으로 예측된다.
This study targeted enhancement of social activities of the acquired severe upper limb paralysis and was progressed for development of robotic arms to realize their manual working out of lost physical functions. Research subjects were determined to be patients with cervical spine damaged or neural/m...
This study targeted enhancement of social activities of the acquired severe upper limb paralysis and was progressed for development of robotic arms to realize their manual working out of lost physical functions. Research subjects were determined to be patients with cervical spine damaged or neural/muscular diseases patients caused by accidents. The number of severely disabled who are subjects of this study was 553,740 in 2011, and if their social activities expand economic profit, it will make substantial contribution to life quality improvement and social expense may be reduced through making use of part time of guardians or activity assistants. Therefore, this study targeted realizing manual working of the disabled to enable their independent social activity, and was progressed as follows: 1. Through analysis of current state of the acquired severe upper limb paralysis who are subjects of this study, it was possible to see that 22.4% of physically disabled became disabled when they were adults, and that 16.5% of brain disabled became disabled when they were adults. Main causes of physical disability and brain-disability are cervical spine damage and neural/muscular diseases, and their physical features were described. 2. Investigation of preceding studies revealed limitations of the previous research methods and trend of disabled assisting robots as that realization of diverse services necessary for social activities of the disabled was not accomplished because of function-oriented researches and developments, and there were not sufficient researches on service realization to solve this problem. This study proposed the concept of adequate service to develop services for activation of the disabled assisting robot market, and performed the adequate service evaluation for cases of the already developed disabled assisting robots and assisting equipments. In developing robotic arms to realize manual working, research should be progressed such that those services necessary for social activities are planned first and the research target is to perform core functions to do really these services rather than to realize delicate human hand or arm movements, to minimize volume and weight to minimize purchase expense. 3. Most of the disabled who participated in questionnaire survey for this study turned out to use computers or smart devices through assist of guardians or activity assistants. In interviews, they wanted to do independent simple handcraft without help from guardians or activity assistants. Through representative persona, social activity schedule was analyzed, and types of handcrafts necessary for social activities and roles of persons interested were derived. Through activity analysis of persons interested, core functions which can be performed independently and have high efficiency were integrated and, thus, handcrafts of ‘using smart devices’, ‘using ID/credit cards’, ‘drinking beverage’, ‘exchanging name cards’ and ‘using document support’, which are required by the acquired severe upper limb paralysis disabled the most and easily performed independently, were chosen as core tasks and methods were proposed to perform these. 4. In design development of handcraft task scope and robot arms to realize performance methods, the concept of adequate service was applied to determine direction of design and, based on this, idea sketches and concept models to realize handcrafts were suggested. Based on the design concept, a prototype was made to realize the 5 handcrafts of ‘using smart devices’, ‘using ID/credit cards’, ‘drinking beverage’, ‘exchanging name cards’ and ‘using document support’. 5. In functionality evaluation and interviews to verify functions of the prototype, 5 acquired severe upper limb paralysis disabled and each guardian or activity assistant participated, and to solve problems derived in the functionality evaluation and interviews, robotic arm's range of motion should be wider and fine tuning should be enabled, and to ease smart device control using mouse stick, interface design should be improved intuitively. The final design remedied those problems derived in the functionality evaluation, and the final design and service scenario for the improved How to Use were suggested. The outcome of this study, ‘robotic arm’, is for providing opportunity of social activity for the severely disabled. This study targeted a part of handcrafts, but in future studies, necessity of developing additional handcrafts and expanding functions of the robot arm to realize handcrafts will be required.
This study targeted enhancement of social activities of the acquired severe upper limb paralysis and was progressed for development of robotic arms to realize their manual working out of lost physical functions. Research subjects were determined to be patients with cervical spine damaged or neural/muscular diseases patients caused by accidents. The number of severely disabled who are subjects of this study was 553,740 in 2011, and if their social activities expand economic profit, it will make substantial contribution to life quality improvement and social expense may be reduced through making use of part time of guardians or activity assistants. Therefore, this study targeted realizing manual working of the disabled to enable their independent social activity, and was progressed as follows: 1. Through analysis of current state of the acquired severe upper limb paralysis who are subjects of this study, it was possible to see that 22.4% of physically disabled became disabled when they were adults, and that 16.5% of brain disabled became disabled when they were adults. Main causes of physical disability and brain-disability are cervical spine damage and neural/muscular diseases, and their physical features were described. 2. Investigation of preceding studies revealed limitations of the previous research methods and trend of disabled assisting robots as that realization of diverse services necessary for social activities of the disabled was not accomplished because of function-oriented researches and developments, and there were not sufficient researches on service realization to solve this problem. This study proposed the concept of adequate service to develop services for activation of the disabled assisting robot market, and performed the adequate service evaluation for cases of the already developed disabled assisting robots and assisting equipments. In developing robotic arms to realize manual working, research should be progressed such that those services necessary for social activities are planned first and the research target is to perform core functions to do really these services rather than to realize delicate human hand or arm movements, to minimize volume and weight to minimize purchase expense. 3. Most of the disabled who participated in questionnaire survey for this study turned out to use computers or smart devices through assist of guardians or activity assistants. In interviews, they wanted to do independent simple handcraft without help from guardians or activity assistants. Through representative persona, social activity schedule was analyzed, and types of handcrafts necessary for social activities and roles of persons interested were derived. Through activity analysis of persons interested, core functions which can be performed independently and have high efficiency were integrated and, thus, handcrafts of ‘using smart devices’, ‘using ID/credit cards’, ‘drinking beverage’, ‘exchanging name cards’ and ‘using document support’, which are required by the acquired severe upper limb paralysis disabled the most and easily performed independently, were chosen as core tasks and methods were proposed to perform these. 4. In design development of handcraft task scope and robot arms to realize performance methods, the concept of adequate service was applied to determine direction of design and, based on this, idea sketches and concept models to realize handcrafts were suggested. Based on the design concept, a prototype was made to realize the 5 handcrafts of ‘using smart devices’, ‘using ID/credit cards’, ‘drinking beverage’, ‘exchanging name cards’ and ‘using document support’. 5. In functionality evaluation and interviews to verify functions of the prototype, 5 acquired severe upper limb paralysis disabled and each guardian or activity assistant participated, and to solve problems derived in the functionality evaluation and interviews, robotic arm's range of motion should be wider and fine tuning should be enabled, and to ease smart device control using mouse stick, interface design should be improved intuitively. The final design remedied those problems derived in the functionality evaluation, and the final design and service scenario for the improved How to Use were suggested. The outcome of this study, ‘robotic arm’, is for providing opportunity of social activity for the severely disabled. This study targeted a part of handcrafts, but in future studies, necessity of developing additional handcrafts and expanding functions of the robot arm to realize handcrafts will be required.
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