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문제 정의
- 이러한 인간의 생체신호기반 바이오 로봇기술은 재활, 동작보조, 군사 및 원격제어 등에 다양하게 적용되고 있으며 시장적으로도 다빈치로 대표되는 수술용 로봇의 성공적인 상업화의 길을 갈 관련 로봇 시장에 가장 중요한 부분이 될 것이라고 예측된다. 따라서, 본 논문은 이러한 생체 신호 기반 바이오 로봇 연구의 주요한 연구 활동과 생체 신호의 종류 및 응용분야와 기술적 난제를 정리 소개하고 이러한 기술이 가야할 바를 소개하고자 한다.
- 일상생활에서 큰 의식없이 인간은 보행을 하고, 손으로 물건을 조작하지만 이러한 현상의 뒤에는 뇌에서 신호발생, 신경에서 운동 신호 전달, 근육의 활성화, 다양한 형태의 촉각 및 감각 신호의 피드백들이 어우러진 매우 복잡한 메커니즘이 존재한다. 생체 신호(biosignal)는 외부에서 변환기(transducers)를 이용해 전기신호로 변환할수 있는 전기적, 기계적, 화학적인 모든 형태의 생명 신호를 의미하지만 본 논문에서는 인체의 운동과 관련된 운동신경 및 골격 근육(Skeletal muscle) 활성화 에 관계된 각종 신호만을 대상으로 리뷰 하고자 한다.
- 이러한 새롭고 도전적인 로봇 기술에서 가장 해결이 요구되고 어려운 난제중의 한 가지는 바로 인체의 운동에서 발생하는 생체 신호(biosignal)과 외부 로봇과의 실시간 인터페이스(interface) 기술이다. 이러한 기술은 인체가 운동을 할 때, 뇌에서 생성된 운동 신호가 근육까지 전달되는 길고 복잡한 형태의 신호 경로(efferent path)에서 추출된 신호에 의해 로봇을 구동하고 반대 방향 경로(afferent path)를 통해 로봇의 촉감 등의 감각정보를 직접적으로 인식하는 것이다. 로봇은 생체 신호를 처리해서 운동 시작, 팔, 다리의 위치 또는 힘을 추정하여 사람의 동작을 보조하거나 증폭하는 역할을 수행한다.
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