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문제 정의
- 견관절과 주관절의 상관관계 분석을 통해 관절각 추정 기법의 정확도를 확인하여 제안하는 기법에 대한 검증을 하고자 한다. 실험 환경은 엔코더 기반으로 인체의 상지와 유사한 기구를 설계하였으며 그림 14와 같다.
- 이 같은 이유는 재활을 요구하는 환측에 재활로봇(장치)을 부착하여 미리 프로그램된 재활 동작 순서대로 재활 훈련이 이루어지기 때문에 환자의 의지 반영이 어려운 형태이다. 그렇기 때문에 본 논문은 재활 환자의 능동적인 재활 훈련이 가능한 인터페이스 방법을 제안하고자 한다.
- 따라서 본 논문에서는 상지 편마비 환자의 능동적 재활 운동을 위하여 선행 재활 연구들의 장점을 극대화하는 재활 인터페이스 기법을 제안한다. 제안하는 인터페이스 기법은 상지 편마비 환자의 건측 상지 운동정보를 추정하여 환측에 착용한 재활 훈련 로봇의 관절에 묘사하는 방법이다.
- 본 논문에서는 상지 편마비 환자들의 능동적인 재활 훈련을 위하여 양측성 훈련이 가능한 인터페이스기법을 제안하였다.
- 본 논문은 상지 편마비 환자들의 능동적인 재활 훈련 참여를 위한 상지 재활 훈련 로봇의 양측성 훈련을 할 수 있는 인터페이스 기법을 제안하였다. 제안하는 방법은 상지 편마비 환자들의 건측자세를 추정하여 환측에 착용한 재활 훈련 로봇에 묘사하는 인터페이스 기법으로 기존 로봇 및 기구를 활용한 양측성 운동방법과 차별성이 있으며, 이 같은 이유로 재활자의 자발적인 재활훈련이 가능하다.
- 본 절에서는 HDR (Heuristic Drift Reduction) Filter를 통해 자이로스코프 센서의 바이어스(Bias) 값을 샘플링 타임(Sampling Time)마다 제거하여 자이로스코프만을 이용하여 Yaw회전 운동의 재활 동작인 Internal/External Rotation 동작에 대한 자세를 검출의 오차를 개선하는 방법을 기술하고자한다. HDR 필터의 그림 5와 같이 표현이 가능하다[15-17].
- 재활 훈련 로봇은 크게 상지와 하지로 구분되며 본 논문은 상지 재활 훈련 로봇에 대하여 기술하고자 한다. 현재의 상지 재활 훈련 로봇들의 연구는 대다수가 기존 CPM(Continuous Passive Movement) 장비에 대하여 사용자 안전을 고려한 지능화 및 다양한 재활 운동 범위를 고려한 다자유도 실현 등으로 기존 고유 기능을 향상한 형태로 연구 되었기 때문에 재활자의 자발적인 훈련이 어려운 실정이다 [6-10].
가설 설정
- 5. The concept of HDR filter.
- 3. The concept of the complementary filter.
- 견관절과 주관절의 상관관계분석 실험은 인체의 상지와 유사한 기구를 설계하였고 엔코더에서 측정한 각도를 실제 관절 회전각으로 가정하여 실험을 진행하였다. 실험 결과 상완에서의 운동정보모듈로(IMU1) 측정한 각도는 엔코더의 영점과 기준축과 중력기준의 축이 같아 견관절의 회전각이 동일하게 검출되었다.
- 따라서 전완 및 상완에서 측정한(Θjont)와(Θlimb)은 동위각으로 같다고 가정한다.
- 관절의 상태는 관절 회전 축의 움직임 각도(회전량)를 의미한다. 회전량 추정은 축의 중심에서 추정하는 것이 정확하나본 논문에서 추정 대상으로 하는 것은 정밀 동작이 아닌 재활 동작 추정이기 때문에 다음과 같은 가정을 한다.
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