초록 ▼

본 연구 과제는 기존 하지 외골격과 이동기기(휠체어)를 융합할 수 있는 핵심 기술을 개발하여 하지 외골격의 평형 안정성 문제를 해결하고 이동기기에 보행재활훈련 기능을 부가하여 일상생활 속에서 보행재활훈련을 가능하게 함으로서 이동기기 의존에 따른 근육 퇴화 등의 2차 문제를 해결할 수 있는 새로운 개념의 차세대 개인용 이동기기 시스템의 개발이 목적임. 따라서, 기초연구(실험)를 통한 알고리즘 개발 및 시작품 제작을 목표로 기술 개발과 가능성을 검증하고자 하였음. 이에 정상인/고령자/편마비 환자에 대한 보행 특성 분석을 수행하였으며,

본 연구 과제는 기존 하지 외골격과 이동기기(휠체어)를 융합할 수 있는 핵심 기술을 개발하여 하지 외골격의 평형 안정성 문제를 해결하고 이동기기에 보행재활훈련 기능을 부가하여 일상생활 속에서 보행재활훈련을 가능하게 함으로서 이동기기 의존에 따른 근육 퇴화 등의 2차 문제를 해결할 수 있는 새로운 개념의 차세대 개인용 이동기기 시스템의 개발이 목적임. 따라서, 기초연구(실험)를 통한 알고리즘 개발 및 시작품 제작을 목표로 기술 개발과 가능성을 검증하고자 하였음. 이에 정상인/고령자/편마비 환자에 대한 보행 특성 분석을 수행하였으며, 분석 결과를 통해 자세균형 알고리즘을 개발하여 시작품을 설계 및 제작하였음. 시작품의 보행 재활 훈련 가능성을 검증하기 위한 보행특성 분석을 통해 가능성을 확인하였음. 또한, 인공근육의 한계점에 대한 문제를 확인하여 추가 테스트 플랫폼을 개발하였음. 또한, 국내· 외 특허 출원 및 논문게재 등을 통해 원천기술을 보호함에 따라 경쟁력을 확보하였음. 따라서, 본 연구를 통해 확보된 연구 기술 및 시작품을 통해 추후 보완 연구를 진행하여, 양산형 모델에 대한 고려와 전체 디자인 개선 및 사용자 편의성을 위한 설계를 진행 예정임.

Abstract ▼

It has been widely recognized that a wheelchair is most useful substitution for walking disability. Most wheelchairs have, however, only a moving function generally, not the specific function designed for an assistance of a gait rehabilitative training. The aim of this study was, therefore, to evalu

It has been widely recognized that a wheelchair is most useful substitution for walking disability. Most wheelchairs have, however, only a moving function generally, not the specific function designed for an assistance of a gait rehabilitative training. The aim of this study was, therefore, to evaluate a gait motion trajectories of our moving system developed newly based on wheelchair platform incorporated with a gait rehabilitation function. The newly developed moving system named RehabWheel.
- RehabWheel Design and Development
RehabWheel was designed to embody both a moving and a gait rehabilitative training functions together capable of using during daily living activities of patients with walking disability. The moving and gait rehabilitative training functions were then embodied based on a general wheelchair and lower extremity exoskeleton systems, respectively, and they were combined as one with the specifically designed mechanisms. For a gait rehabilitative training function, the part of the lower extremity exoskeleton of RehabWheel was consisted of the hip, knee joints and controlled by 12 artificial pneumatic muscles (Shadow Robot Com., London, UK). Artificial pneumatic muscles were then controlled based on the joint torques corresponding to the natural gait motion, particularly the flexion-extension motions of the hip, knee and ankle joints.
- RehabWheel Evaluation
RehabWheel was evaluated to identify if it is well functioning properly for a moving and a gait rehabilitative training together, by comparing of the gait motion characteristics obtained from natural gait with them from RehabWheel gait. In addition, it was identified if a structural stability of RehabWheel is secured enough, through finite element analysis.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 6.1 총괄연구개발과제의 연구성과 실적 및 향후 계획 ... 6
• 6.2 연구성과 유형별 세부 내역 ... 7
• 7. 참여연구원 현황표 ... 9
• I. 총괄현황 ... 10
• II. 총괄연구과제 연구결과 ... 11
• 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ... 12
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 17
• 3. 연구개발과제의 추진체계 ... 21
• 4. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 22
• 5. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 64
• 6. 향후 연구성과 추진 계획 ... 65
• 7. 연구개발결과의 파급효과 ... 67
• 8. 연구개발결과의 활용계획 ... 67
• 9. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 68
• 10. 참고문헌 ... 69
• 끝페이지 ... 72