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EMG 센서를 이용한 재활 목적을 지닌 보행 보조 기구의 실시간 제어
Real Time Control of Exoskeletal Rehabilitation Orthosis for The Lower Limb Using EMG Sensors 원문보기

한국정밀공학회 2009년도 추계학술대회 논문집, 2009 Oct. 26, 2009년, pp.49 - 50  

엄현우 (강원대학교 대학원 메카트로닉스) ,  최한순 (강원대학교 대학원 메카트로닉스) ,  남윤수 (강원대학교 공과대학 기계.메카트로닉스공학부)

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문제 정의

  • 1 에서 그림 상단의 점선 위 부분은 Dynamometer 에서 측정된 실제 무릎 관절 모멘트를 말하여 점선의 아래 부분은 근육-건 파라미터를 대입하여 무릎 관절 모멘트를 추정하는 부분을 의미한다. 여기에서 실제로 측정된 무릎 관절 모멘트는 CON-TREX MJ System 에서 측정된 것으로 이 논문에서는 Isometric extension moment 값을 사용하여 무릎의 신전에 대하여 연구하였다.
  • 이 논문은 EMG 센서를 이용한 재활 목적의 보행 보조 기구의 제작에 관한 연구이다. EMG 센서를 표피에 부착하여 근육의 활성화 지수를 구하고, 설치된 센서로부터 kinematic 데이터를 수집하여 근육의 힘을 구하는 모델에 입력하면 근육에서 건으로 전달되는 힘을 구할 수 있다.
  • 여기에 무릎 각의 함수로 표현되는 모멘트 암을 곱하게 되면 하나의 근육의 모멘트를 구할 수 있으며 이렇게 구한 여러 개의 근육 모멘트를 합하면 관절에 작용하는 모멘트의 합을 구할 수 있게 된다. 이에 dSPACE 를 통하여 실시간으로 모멘트를 계산하고 간단한 제어를 통하여 보행 보조 기구와 다리의 움직임을 돕고자 한다.

가설 설정

  • 8667 로 설정하였다. 각 근육의 PCSA 비율은 개인 별로 일정하며, 전체 모멘트의 크기만 차이 있을 것이라 가정하고 최적화 인자 중 하나인 최대 등척 근력은 전체 모멘트의 크기를 조절하는 k 하나로 대체하여 선정하였다. 최종적으로 계산되는 무릎 신전 모멘트는 다음과 같이 표현된다.
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