초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
○ 본 연구의 최종 목표는 웨어러블 IMU를 기반으로 휴먼인더 루프(human-in-the-loop) 최적화 기능을 갖춘 무동력 외골격 시스템 기술을 개발하는 것임.
○ 무동력 외골격 시스템을 개발하고 장소의 구애를 받지 않는 웨어러블 센서인 IMU(inertial measurement unit)의 신호를 기반으로 휴먼인더루프 최적화 기술을 연구하고자 함. 이 둘을 결합하므로서 기존의 무동력 외골격 시스템의 단점을 보완하고, 다양한 보행조건에서도 보행 효율을 향상시킬 수 있는 기술을

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
○ 본 연구의 최종 목표는 웨어러블 IMU를 기반으로 휴먼인더 루프(human-in-the-loop) 최적화 기능을 갖춘 무동력 외골격 시스템 기술을 개발하는 것임.
○ 무동력 외골격 시스템을 개발하고 장소의 구애를 받지 않는 웨어러블 센서인 IMU(inertial measurement unit)의 신호를 기반으로 휴먼인더루프 최적화 기술을 연구하고자 함. 이 둘을 결합하므로서 기존의 무동력 외골격 시스템의 단점을 보완하고, 다양한 보행조건에서도 보행 효율을 향상시킬 수 있는 기술을 개발하고자 함.
전체 내용
최종 목표를 달성하기 위한 연도별 연구내용은 다음과 같음.
○ 1차년 : 웨어러블 IMU기반 생체역학적 물리량 추정
○ 2차년 : 신진대사율 추정 및 보행 분류
○ 3차년 : 스프링 강성 및 클러치 타이밍 가변형 무동력 외골격 시스템 제작
○ 4차년 : 제어대상 매개변수화
○ 5차년 : 시스템 검증실험 및 보완

연구개발성과
○ 보행 보조를 위한 외골격 시스템 개발과 관련된 국내 연구는, 주로 고관절 또는 무릎관절에 작용하는 동력 외골격 시스템에 대한 것이다. 하지만 본 과제는 무동력 외골격 시스템에 대한 연구로서, IMU라고 하는 웨어러블 센서를 통해 성능을 향상시키고자 하는 연구를 진행함.
○ 웨어러블 IMU센서를 통해 생체역학적 물리량을 추정하고, 신진대사율 추정 및 보행을 분류하는 기술을 개발함. 또한 무동력 외골격 시스템을 개발하고, IMU 기반 운동학 및 운동역학에 대한 요소기술을 개발하고 다양한 조건에서 검증함.

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 보행의 가능여부가 삶의 질에 매우 큰 차이를 준다는 점은 명백함. 무엇보다, 인간의 삶에 있어 보행이라는 행위의 비중을 생각한다면, 무동력 외골격 시스템을 통한 보행 보조는 막대한 직간접적 효과가 예상됨.
○ 본 연구의 주요 개념인 휴먼인더루프 최적화를 통한 외골격 시스템의 성능 향상은 비단 무동력 시스템에 국한되지 않으며, 외골격 시스템의 대다수를 차지하는 동력시스템에도 적용가능하므로 기술적 파급력이 매우 큼.
○ IMU라고 하는 웨어러블 센서는 저가 경량의 센서로 본 과제를 통해 개발된 다양한 요소기술은 외골격 시스템은 물론 다양한 모니터링 시스템과 로봇시스템에 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 기대됨.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• (1) 1차년도 ... 5
• (2) 2차년도 ... 7
• (3) 3차년도 ... 9
• (4) 4차년도 ... 11
• (5) 5차년도 ... 14
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 16
• 1) 연구수행 결과 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 20
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 20
• 6. 참고문헌 ... 21
• 끝페이지 ... 21