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외골격 시스템에서 수중치료 효과를 구현하는 메커니즘 연구

초록/요약

외골격 시스템은 새로운 형태의 물리적 재활장치로서 많은 관심을 받고 있다. 재활장치로서의 외골격에서는 환자에게 자연스럽고 효과적인 보조 힘을 생성, 전달하기 위하여 자연현상을 모사하여 그 제어 알고리즘을 개발하기도 한다. 본 논문에서는 수중치료의 효과를 외골격 시스템에서 구현할 수 있는 메커니즘에 대해 소개하고자 한다. 수중치료는 부력, 저항력 등과 같은 물의 물리적 특성을 바탕으로 환자의 재활치료에 유리한 환경을 조성한다. 수중효과를 구현하기 위하여 인체모델을 바탕으로 부력과 저항력의 효과를 등가 관절토크로 계산하였다. 인체모델은 지면접촉 조건에 따라 그 특성이 달라지므로, 유각기와 입각기로 이루어진 두 개의 다른 인체모델을 설정하였다. 실시간으로 지면접촉 조건에 따라 적합한 인체모델을 선택하기 위해서 측정된 지면 반발력을 바탕으로 동작의 상태를 감지하는 알고리즘이 함께 수반되었다. 개발된 메커니즘은 서강대학교가 개발한 SUBAR에 적용하고 실험을 통해 그 효과를 분석하였다.

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