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근전전동의수의 다양한 손동작 사용을 위한 훈련 시스템 개발
김승기(S. G. Kim),정성윤(S. Y. Jung),김경호(K. H. Kim),박세훈(S. H. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
과거 단순 파지만 가능했던 3 손가락 근전전동의수를 시작으로 5 손가락 근전전동의수가 개발됨에 따라 다양한 손동작 사용을 위한 변환 알고리즘이 개발되고 있다. 이에 따라 5 손가락 근전전동의수를 사용하는 상지 절단 장애인은 사용 전에 해당 의수의 기능과 동작 방법을 숙지하기 위해 충분한 근육 수축 운동과 손동작 변환 훈련이 필요하다. 본 연구진은 근전도 생체 신호(2CH)만으로 8 가지 손동작 변환이 가능한 알고리즘을 개발한 바 있으며, 이를 절단 장애인에게 적용하기 위해 근육 신호와 훈련 상태를 실시간으로 확인할 수 있는 근전전동의수 전용 훈련 시스템을 개발하였다. 먼저 훈련 시스템은 전동의 수 구동을 위한 훈련 제어기와 사용자의 근전도 생체 신호 및 의수를 구성하는 센서 데이터를 디스플레이하는 GUI 로 구성된다. 훈련 제어기는 전동의수를 구동하기 위한 전원부, 모터드라이버(6CH), 모터 부하 전류 측정부, 센서 인터페이스, BLE (Bluetooth Low Energy) 모듈로 구성된다. GUI 는 훈련자가 근전도 신호 및 의수의 센서 데이터를 실시간으로 확인할 수 있으며, 동시에 변환에 따른 8 가지 손동작 상태를 확인할 수 있다. 마지막으로 개발된 훈련 시스템을 상지 절단 장애인에게 적용하여 손동작 변환 훈련을 수행하여 훈련 시스템 적용을 통한 효율성을 검증하였다.