초록 ▼

본 과제는 하지마비 환자들이 착용하여 일상생활에서의 편의를 도모할 수 있도록 하는 외골격 슈트의 안정성을 보장하기 위해, 그에 직결되는 적정 길이 제원을 제안할 수 있는 알고리즘의 개발을 목적으로 하였다. 본연구에서 개발한, 인체에 부담이 최소화되는 동적 제원 조정 알고리즘은 외골격 슈트의 허벅지 및 종아리 부분에 대해 이루어지며, 실시간 및 유저맞춤형으로 대응이 가능하다. 본 연구의 핵심적인 성과로는 1) 가존의 로봇에 허벅지 및 종아리 부의 길이를 조절할 수 있는 하드웨어 모듈을 개발하였고, 2) 사용자가 짧은 시간 동안 착용하

본 과제는 하지마비 환자들이 착용하여 일상생활에서의 편의를 도모할 수 있도록 하는 외골격 슈트의 안정성을 보장하기 위해, 그에 직결되는 적정 길이 제원을 제안할 수 있는 알고리즘의 개발을 목적으로 하였다. 본연구에서 개발한, 인체에 부담이 최소화되는 동적 제원 조정 알고리즘은 외골격 슈트의 허벅지 및 종아리 부분에 대해 이루어지며, 실시간 및 유저맞춤형으로 대응이 가능하다. 본 연구의 핵심적인 성과로는 1) 가존의 로봇에 허벅지 및 종아리 부의 길이를 조절할 수 있는 하드웨어 모듈을 개발하였고, 2) 사용자가 짧은 시간 동안 착용하고 센서 데이터가 수집될 때, 이를 기반으로 사용자에 적합한 허벅지 및 종아리 길이를 제안하는 AI기반 알고리즘의 제안이 있다. 본 연구에서 개발된 알고리즘의 타당성은 실제 착용 데이터를 기반으로 평가되었으며, 이 기술이 응용되었을 때, 하지마비 환자들이 외골격 슈트를 사용하기에 필요한 비용 및 위험부담을 줄이는 한편, 비장애인들에게도 적용 가능할 것으로 기대하고 있다. 외골격 슈트는 미래사회에서 빠르게 성장할 핵심 기술 중 하나로, 본 연구가 해당 기술을 선도할 수 있는 기반일 될 것으로 전망한다. 향후의 후속 연구로는 데이터가 사용자에 매우 의존적이므로, 사용자에 대한 적응도를 높일 수 있도록 자동 기계학습(Auto ML)기반의 베이지안 최적화 기법을 통해 알고리즘의 강화가 필요하다.

(출처 : 초록 3p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results
(1) Hardware
- We developed a walk-on suit module that can control the length of thigh/calf according to the user’s physical characteristic

(2) Software
- We developed an algorithm that estimates the optimal module length of thigh/calf for each user, based on the encoder a

Ⅳ. Results
(1) Hardware
- We developed a walk-on suit module that can control the length of thigh/calf according to the user’s physical characteristic

(2) Software
- We developed an algorithm that estimates the optimal module length of thigh/calf for each user, based on the encoder and plantar pressure sensor data collected by the user wearing our suit in a short period time

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요약문 ... 4
• S U M M A R Y ... 6
• C O N T E N T S ... 8
• 목차 ... 9
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 10
• 1.1 연구개발의 필요성 및 범위 ... 10
• 1.2 연구개발의 배경 및 목표 ... 10
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 2.1 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 2.2 관련 연구 사례 1 ... 11
• 2.3 관련 연구 사례 2 ... 11
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 13
• 3.1 길이 조절 매커니즘의 하드웨어 ... 13
• 3.1.1 길이 조절 모듈 개요 ... 13
• 3.1.2 허벅지 길이 조절 모듈 ... 13
• 3.1.3 종아리 길이 조절 모듈 ... 15
• 3.1.4 센서 모듈 ... 16
• 3.2 AI기반 길이 제안 소프트웨어 ... 24
• 3.1.1 최적 길이 기준 및 목표 함수 설계 ... 24
• 3.1.2 길이 제안 모델 및 학습 방법 ... 26
• 3.1.3 제안 모델 평가 및 검증 ... 26
• 3.1.4 결론 ... 27
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 28
• 4.1 목표 달성도 ... 28
• 4.2 관련분야 기여도 ... 28
• 제 5 장 향후 연구 계획 ... 29
• 5.1 응용 ... 29
• 5.2 향후 연구 ... 29
• 끝페이지 ... 31