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낮은 활동 사용자에게 최적의 컴퓨터 제어 무릎 피팅
초 고령화 사회에서 절단의 안정성에 대한 요구가 갈수록 높아지고 있습니다. Kenevo 낮은 활동 사용자와 어르신분에게 안정감을 필요로하는 사용자에게 안심 어시스트 기능을 탑재하고 있습니다. Kenevo에는 4 종류의 보행 모드가 탑재되어 있습니다. 훈련 초기부터 일상 생활까지 생활 환경의 변화와 사용자의 상황에 따라 보행 모드를 전환 할 수 있습니다. 보행 모드의 변경은 전용 소프트웨어로 실시합니다. 기계식 무릎 관절은 다양한 기능을 탑재하는 것은 불가능하지만, 컴퓨터 제어이기 때문에 사용자의 수를 제한하지 않고 안정성을 제공 할 수 있습니다. 1997 년에 C-Leg가 세계 최초로 도보 모든 (입각 상과 遊脚 상
모두)을 컴퓨터 제어 의족으로 발매 된 이래, 오토 복의 컴퓨터 제어 무릎 관절은 Genium, C-Leg4 등장 하고 계속 진화하고 있습니다. 20 년의 시간을 거쳐 사회 상황이 변화하고 사용자의 요구는 다양 해지고 있습니다. Kenevo는 사용자의 삶에 계속 동행 지원, 그런 안심 특화된 의족입니다. 컴팩트 한 보디에 최대한의 안정성 기능을 담았습니다. 적합한 기능에 수시 전환이 가능하기 때문에 재활 단계에서의 사용에도 적합합니다. Kenevo 컴퓨터 제어
Kenevo는 보행 중 모든 기간 (입각 상과 遊脚 상 모두)를 컴퓨터로 제어하고 있습니다. 여러 센서에 앉으려고하고 있는지, 일어서려고하고 있는지, 遊脚 상에 전환 루 타이밍이나 무릎의 각도 등 다양한 정보를 지속적으로 모니터링 (초당 100 회)하고 있습니다. 이러한 정보를 종합적으로 판단하여 유압 실린더를 제어합니다. 미국 텍사스 대 댈러스 캠퍼스(University of Texas at Dallas)의 로버트 그레그(Robert Gregg) 교수는 전동 의족이 착용자의 환경에 동적으로 반응하고, 다리 절단 수술을 받은 사람의 보행을 지원할 수 있도록 로봇의 제어 이론을 적용하였다. 로버트 그레그 교수의 연구는 로봇 공학 관련 국제 학술지(명칭: IEEE Transactions on Robotics)에 온라인으로 출판되었으며, 로봇 다리를 착용한 사람은 정상인과 거의 같은 속도로 움직이는 트레드밀(treadmill: 너비가 넓은 벨트로 된 바닥을 모터로 회전시키고, 그 위를 회전 방향과 반대 방향으로 걷거나 뛰는 장치.)에서 걸을 수 있었다. "우리는 인간의 보행주기를 분석하기 위한 간단하고 효과적인 새로운 방법을 만들기 위하여 로봇 제어 이론을 차용하였다. 우리의 접근 방식은 다리가 절단된 사람을 위한 동력 의족이 기존의 의족보다 좀 더 안전하고 자연스러운 방식으로 움직일 수 있도록 도울 수 있는 제어 방법을 만들었다"고 출판된 논문의 주 저자이자, 미국 텍사스 대 댈러스 캠퍼스의 공학 및 컴퓨터 과학부의 교수인 로버트 그레그 박사가 말했다. 인간형 로봇은 자율적으로 걷고, 달리고, 뛰고, 계단을 올라갈 수 있다. 그러나 현재의 의족은 착용자에게 이러한 행동을 제한하고 있다. 비록 의족이 더 가볍고, 더 유연하도록 만들어지고 있지만, 정상인이 자신의 근육을 사용할 때 만들어지는 힘을 모사하는 데에는 실패한다. 전동 의족, 달리 말하여 로봇 다리는 힘을 만드는 모터를 가지고 있지만, 외란 또는 불균일한 지형에 안정적으로 반응하는 지능이 부족하다. 제어 공학자들은 인간의 보행 동작을 보행 주기 동안 각각의 동작이 일어나야 하는 간격인 시간의 관점에서 본다. 바이오 공학 및 기계 공학과 조교수인 로버트 그레그 박사는 인간 보행의 과정을 관찰하고 연구하는 새로운 방법을 제안하였다. 즉, 신체의 동작을 대표하는 단일 변수를 측정하는 것이다. 이번 연구에서 이 단일 변수는 보행 주기 동안에 발뒤꿈치에서 발가락까지 이동하는 발에서의 압력 중심이었다. "보행주기는 많은 관절과 근육이 함께 움직이는 복잡한 현상이다. 우리는 전체 보행 주기를 하나의 변수로 단순화하는 진보된 수학 이론을 이용하였다. 만약 당신이 이 변수를 측정한다면, 보행주기 동안에 당신이 정확히 어디에 있고, 당신이 무엇을 하고 있는지를 정확하게 알 수 있다"고 로버트 그레그 박사가 말했다. 우선 로버트 그레그 박사는 자신의 이론을 컴퓨터 모델 상에서 시험하였다. 다음으로, 미국 노스웨스턴 대(Northwestern University)의 부속 기관인 시카고 재활 연구소(Rehabilitation Institute of Chicago)에서 무릎 위가 절단된 3명의 피험자를 대상으로 전동 의족 상에 압력 중심을 측정하는 센서를 설치하고, 자신의 알고리즘을 적용하였다. 이 알고리즘에는 착용자의 키, 무게, 남아 있는 넓적다리의 치수만을 입력하였으며, 이러한 과정을 통하여 전동 의족이 각각의 피험자들을 위하여 설치되는 데에 약 15분 정도가 소요되었다. 그리고 피험자들은 지면에서 걸었고, 트레드밀 상에서 증가한 속도로 보행하였다. "우리는 트레드밀 속도가 증가하고 있다는 것을 전동 의족에서 알려주지 않았다. 그러나 알고리즘이 이식된 전동 의족은 생물학적 다리가 하는 것과 똑같이 자연스럽게 반응하였다"고 로버트 그레그 박사가 말했다. 피험자들은 초당 1미터 이상의 속도로 이동할 수 있었다. 정상인이 가지는 전형적인 보행 속도는 초당 약 1.3미터 정도라고 로버트 그레그 박사가 전했다. 또한, 피험자들은 자신들이 가진 기존의 의족보다 에너지를 덜 소비한다고 보고하였다. 기존의 전동 의족 장치를 개별 착용자들에게 설정하기 위하여 물리 재활 전문가팀이 수백 개의 손잡이를 조절하고 훈련을 시켜야 하며, 이를 위하여 상당한 시간을 소비해야 한다고 로버트 그레그 박사가 언급하였다. "우리의 접근 방식은 다수의 동작 모드를 하나로 통합하여 미래에 사람들을 도울 수 있는 기술을 만들었다. 이러한 결과와 피험자들로부터의 반응은 우리의 연구에 대하여 만족감을 제공하였다"고 로버트 그레그 박사가 강조하였다. 다음 단계의 연구는 시간의 체계와 압력 중심의 체계 모두의 관점을 이용하여 로봇 다리로 수행한 실험 결과를 비교하는 것이 될 것이라고 로버트 그레그 박사가 설명하였다. 시카고 재활연구소, 노스웨스턴 대, 뉴브런즈윅 대(University of New Brunswick) 등의 연구자들이 이 연구에 참여하였다. 이 연구는 미국 육군의 의학 연구 조달 활동(United States Army Medical Research Acquisition Activity), 버로우즈 웰컴 기금(Burroughs Wellcome Fund), 미국 국립 보건원 산하 국립 아동 보건 및 인간 개발 연구소(National Institute of Child Health and Human Development) 등에 의하여 연구 자금이 지원되었다. [관련 논문 서지 정보] Robert D. Gregg, Tommaso Lenzi, Levi J. Hargrove and Jonathon W. Sensinger, "Virtual Constraint Control of a Powered Prosthetic Leg: From Simulation to Experiments With Transfemoral Amputees," IEEE TRANSACTIONS on ROBOTICS, VOL. 30, NO. 6, DECEMBER 2014, pp 1455-1471 |
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낮은 활동 사용자에게 최적의 컴퓨터 제어 무릎 피팅
초 고령화 사회에서 절단의 안정성에 대한 요구가 갈수록 높아지고 있습니다.
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안심 어시스트 기능을 탑재하고 있습니다.
Kenevo에는 4 종류의 보행 모드가 탑재되어 있습니다.
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보행 모드를 전환 할 수 있습니다.
보행 모드의 변경은 전용 소프트웨어로 실시합니다.
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컴퓨터 제어 의족으로 발매 된 이래, 오토 복의 컴퓨터
제어 무릎 관절은 Genium, C-Leg4 등장 하고 계속 진화하고 있습니다.
20 년의 시간을 거쳐 사회 상황이 변화하고 사용자의 요구는 다양 해지고 있습니다.
Kenevo는 사용자의 삶에 계속 동행 지원, 그런 안심 특화된 의족입니다.
컴팩트 한 보디에 최대한의 안정성 기능을 담았습니다.
적합한 기능에 수시 전환이 가능하기 때문에 재활 단계에서의 사용에도 적합합니다.
Kenevo 컴퓨터 제어
Kenevo는 보행 중 모든 기간 (입각 상과 遊脚 상 모두)를 컴퓨터로 제어하고 있습니다.
여러 센서에 앉으려고하고 있는지, 일어서려고하고 있는지, 遊脚
상에 전환 루 타이밍이나 무릎의 각도 등 다양한 정보를
지속적으로 모니터링 (초당 100 회)하고 있습니다.
이러한 정보를 종합적으로 판단하여 유압 실린더를 제어합니다.
