초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 과제의 최종 목표는 혁신적인 은닉형 능동 보행 보조기의 원천기술을 개발하고 이를 기술적, 임상적으로 검증한다. 이상 보행은 사고, 고령화, 신경 이상, 잘못된 습관 등 다양한 이유로 발생하며 이는 심각한 이차 근골격 장애를 초래하고 삶의 질 저하로 연결된다. 현재 개발되는 보행 보조를 위한 능동형 발목 관절 보조기(Ankle foot orthosis)는 두드러지게 큰 크기와 큰 소음이 발생하는 단점이 있으며 이는 낙인 효과(Stigma effect)로 인해 사용이 기피되고 있다. 이를 해결하기 위해 본

연구의 목적 및 내용
본 과제의 최종 목표는 혁신적인 은닉형 능동 보행 보조기의 원천기술을 개발하고 이를 기술적, 임상적으로 검증한다. 이상 보행은 사고, 고령화, 신경 이상, 잘못된 습관 등 다양한 이유로 발생하며 이는 심각한 이차 근골격 장애를 초래하고 삶의 질 저하로 연결된다. 현재 개발되는 보행 보조를 위한 능동형 발목 관절 보조기(Ankle foot orthosis)는 두드러지게 큰 크기와 큰 소음이 발생하는 단점이 있으며 이는 낙인 효과(Stigma effect)로 인해 사용이 기피되고 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구팀은 착용형(Wearable) 고용량 공압 기술과 착용부와 동력전달부가 드러나지 않으며, 저소음으로 착용을 감출수 있는 은닉형 능동 관절 보조기를 개발하도록 한다. 또한 소프트 센서기술을 이용해 발목부위의 착용감을 향상시키고 관절부의 지나친 힘이나 압력을 감지하도록 한다. 개발한 시작품을 통해 임상병원에서 원천기술의 안전성과 신뢰성을 확보하며 전문 생산기술 연구기관에 의해 제품의 상품화 기술과 상품화 로드맵을 개발한다.

연구개발성과
은닉형 공압 엑추에이터 원천기술 및 유연한 소프트 센서 개발
● 생체역학에 기반한 보행보조기 용량 선정
● 대면적 유연 소프트 촉각센서 기술 개발
● 구조 설계 개선을 통한 소형화, 경량화 및 저소음 공압 엑추에이터 기술 개발
● 은닉형 보행 보조기 시스템 개발
● 은닉형 보행 보조기의 효용성을 단기/장기 임상실험을 통해 검증
● 시스템 성능 검증을 위한 평가기술 및 의료기기 시스템 안전성/신뢰성 평가기술 확보
● 사업화를 위한 비즈니스 전략 수립

연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
본 연구과제의 성과는 유연한 소프트 센서 개발과 은닉형 공압엑추에이터 시스템 개발로 나뉨. 소프트 센서 기술의 경우에는 웨어러블 디바이스에 필요한 가장 핵심적인 기술로 의복에 부착하여 피부와 접촉하여 신축성이 있으며 동시에 멀티 포인트의 측정도 가능하기 때문에 기존에 존재하는 보조기 시스템에서 사용한 단단한 형태이면서 자체 변형이 적어 신축성이 거의 없던 한계점을 극복한 형태임. 은닉형 공압 엑추에이팅 시스템의 경우는 소형, 경량, 소음 저감 형태로 성능 테스트 및 검증을 통해 최종적으로는 상용 보조기 시스템으로 개발하여 기존 보조기를 대체할 수 있음. 위의 두 가지 시스템을 이용해 센싱 및 엑추에이팅을 동시에 구현 가능한 통합형 보조기 기술 개발이 본 연구의 최종적 개발 성과임.
유연한 촉각 센서 및 은닉형 공압 엑추에이터 시스템을 이용해 센싱 및 엑추에이팅을 동시에 구현 가능한 통합형 보조기 기술을 구현 가능함. 이를 통해 장애인 및 노약자와 같은 일상 생활에서 거동이 불편한 착용자가 다양한 상황에서 다양한 동작을 용이하게 할 수 있고 또한 정상인과 크게 다를 바 없는 외관 및 구동 시 발생하는 소음 정도를 통해서 임상에서의 성능 평가를 거쳐서 효과적인 보조기로 상용화 단계까지 개발할 수 있을 것으로 예상함. 또한 급증하는 노인인구와 장애 인구의 선진화된 보조기에 대한 시장의 수요에 부합하여 상용화 시 상당 부분 시장 점유를 통해 경제 및 산업계 전반으로 사용될 것으로 기대함.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 가. 연구 배경 및 필요성 ... 6
• 나. 연구 목표 ... 9
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 10
• n 족하수 환자의 보행 형태 분석: 보행 동작 분석을 통한 환자 Needs 파악 ... 10
• ▪ 소형 기계식 공압 압축기 개발 ... 11
• ▪ 발목 센싱 수트 개발 및 측정 기술 고안 ... 15
• ▪ 발목 보조기 시스템 개발 ... 21
• ▪ 개인 맞춤형 설계기술 ... 30
• ▪ 시제품 외형 디자인 도출 ... 31
• ▪ 시스템 성능 검증을 위한 평가기술 및 의료기기 시스템 안전성/신뢰성 평가기술 확보 ... 33
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 50
• 3-1. 목표 ... 50
• 3-2. 목표 달성여부 ... 50
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 53
• 가. 재활보조기기 산업 성장에 기여 ... 53
• 나. 보행이상 진단의 저변 확대 ... 53
• 다. 생체신호 기반의 교정기기 적용 ... 53
• 5. 참고 문헌 ... 54
• 끝페이지 ... 56