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이동광(D. K. Lee),공정식(J. S. Kong),고민수(M. S. Goh),강성재(S. J. Kang),이석민(S. M. Lee),이응혁(E. H. Lee) 한국재활복지공학회 2011 재활복지공학회논문지 Vol.5 No.1
본 논문은 전동 보행보조기의 편의성 향상을 위한 최적의 제어 이득을 찾고 제어 알고리즘을 설계하였다. 최근 노인의 인구가 의료 기술의 발달로 급속히 증가되고 있으며, 다양한 이동형 보행보조기구는 삶의 질을 개선하기 위해 개발되고 있다. 이러한 이동형 제품 중 수동형 보행보조기는 노인의 보행의 힘을 도와주는 전동모터를 가지고 있지 않아 노인들이 충분한 근력이 없기 때문에 경사로 및 문의 문턱 등 고르지 않는 지형에서 이동하는데 제안사항이 있다. 이러한 상황을 극복하기 위해 전동타입의 보행보조기를 개발하였다. 전동형 보행보조기는 수동형과 다르게 사용자가 조작을 해야 모터가 구동되는 구조이다. 이러한 구조는 사용자가 조작을 잘못 하였을 경우 상당한 불편함을 사용자에게 준다. 이러한 전동형 보행보조기를 수동형 보행보조기와 비교하여 조작의 편의성을 판단하고 기준을 만들어 사용자의 편의성에 대하여 제어 값을 변경하면서 사용자 편의성을 개선하였다. 본 논문에서는 보행의지를 인식하고 편의성의 성능을 측정할 수 있는 방법인 햅틱 센서를 소개하며 편의를 개선하는 제어 알고리즘을 제안한다. 또한 편의성의 평가는 COV(Center of Vehicle)와 사용자의 COP(Center of Position)과의 차이의 변화를 통해 상대적인 편의성을 평가하였다. 전동 타입 보행보조기와 새로운 측정방법을 도입하여 모든 과정을 실험을 통하여 확인 하였다. This paper aims to und the optimal control gain for enhancing the convenience of electric walking frames and design a control algorithm. With the recent advances in medical technology, there has been a rapid increase in the aging population and a variety of mobile walking frames have been developed for improvement of the quality of life. However, the manual walking frames of such mobile aids don’t have any electric motor which helps facilitate elderly users’ walking and thus are not efficient enough for the old people of weak strength to use especially when moving on uneven surfaces such as slopes or thresholds. The types of electric walking frames have been developed to overcome such inefficiency. Electric walking frames require users’ control operations for motor driving unlike manual frames. Therefore, when they are not properly handled, it causes considerable inconvenience to their users. The present study compared the electric walking frames with manual ones in terms of operational convenience and attempted to improve the user convenience of walking frames varying the control value for user convenience based on certain standards. This paper presented a haptic sensor designed to recognize the will to walk and measure the degree of convenience and proposed a control algorithm for improvement of convenience. For user convenience, this paper evaluated the relative convenience of walking frames in view of changing differences between the center of vehicle (CuV) and the center of position (COP). With the employment of an electric walking frame and a new measuring method, all the processes were experimentally tested and validated.
RFID를 이용한 보행보조로로봇의 실내 위치추정 방법에 대한 연구
이동광(D. K. Lee),공정식(J. S. Jong),권오상(O. S. Kwon),이응혁(E. H. Lee) 한국재활복지공학회 2008 한국재활복지공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.11
고령인구의 증가와 이로 인한 고령자의 일반생활을 보조하기 위한 보행 보조기에 대한 관심이 증가되고 있다. 이러한 보행보로로봇 사용자는 대부분 거동이 불편하므로 위험상황이 발생하였을 경우를 대비하여 보행보조기 사용자의 현재 위치 파악이 중요한 요소라 할 수 있겠다. 이러한 보행 보조기의 위치파악에 있어서 실외 환경에서는 GPS를 통해 보행보조기 사용자의 위치 파악을 정확하게 수행할수 있지만 실내에서는 정확한 위치 파악이 어려운 형편이다. 이에 본 논문은 RFID기술을 이용하여 실내에서 보행보조로봇의 이동에 따른 현재 위치 파악할수 있도록 시스템을 구축하였다. 이러한 RFID를 기반으로 한 실내 절대 위치 파악 시스템을 구축함으로써 보행보조로봇의 절대 위치를 본인 뿐만 아니라 보호자에게 이러한 절대 위치 정보를 전달할 있도록 하였다. 이러한 시스템을 구현하기 위해 본 논문에서는 UHF 대역의 900MHz 리더기를 사용하여 현재 위치를 파악하였으며, Tag의 인식 모듈을 통해 위치 상대 오차를 최소화 하였다.
이동광(D. K. Lee),이재우(J. W. Lee),고민수(M. S. Ko),이응혁(E. H. Lee) 한국재활복지공학회 2010 한국재활복지공학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11
This paper deals with evaluation of serviceability of the walking assistant robot. Recently, various walking aids are developed to improve the quality of the life. However, there are limits to move the uneven terrain such as slopes, door sill because the elderly don"t have enough muscular strength and passive-type walking aids don"t have any actuator to help the elderly to walk on the uneven terrain. To overcome this situation, walking assistant robots are introduced. However evaluation method of safety and convenience is not constructed yet. In this paper, we introduce the evaluation method to compare with the performance of the convenience and safety of the walking assistant robot. To apply with this method, we use the BOS(Body of Support), COM (Center of Mass) and COV(Center of Vehicle).
보행보조기기 사용 편리성 증진을 위한 보행의지 파악 기법에 관한 연구
이동광(D. K. Lee),이재우(J. W. Lee),장문석(M. S. Jang),공정식(J. S. Kong),이응혁(E. H. Lee) 한국재활복지공학회 2009 재활복지공학회논문지 Vol.3 No.1
최근 노인인구의 증가로 인해 고령자를 위한 보행 보조기에 대한 관심이 증가되고 있다. 하지만 대부분의 경우 동력이 없는 시스템으로 경사 등의 공간에서 취약성을 가지며,사용자가 다리에 힘이 없을 경우 편하게 이동할 수 없다는 단점이 있다. 따라서 동력형 보행보조기에 대한 관심이 증가되고 있다. 대부분의 보행 보조기의 사용자는 고령자이며 사용이 간편하며 편리해야 한다. 따라서 본 논문에서는 사용자의 편리성 증진을 위해 다양한 센서 즉,가변저항, 힘센서, 스트레치 센서 등을 사용하여 사용자의 보행의지를 파악하기 위한 장치를 개발하였다. 또한 개발된 장치에 대한 평가를 하기위해 센서의 응답성 및 복원성을 20ms단위로 측정하여 비교 평가하였다. 결과적으로 가변 저항형 핸들바의 응답성은 420ms 이며 복귀성은 380ms이고 힘센서를 이용한 핸들바 응답성은 320ms 이며 복귀성은 220ms이다. 스트레치 센서의 응답성은 160ms,복귀성은 140ms으로 가장 뛰어난 것을 검증하였다. Recently, the interest on walking assistances in order to assist aged people has increased due to the increase of the aged. However, most walking aid systems have a weakness for a slope because they don"t have power. So, they have a weak point which makes users difficult to move when they are weak in the legs, That is why the interest on walking assistances with power has increased. The use of the walking aid systems should be easy because most users are old people. Thus, we produce module to grasp walking intent of users by using various sensors such as potentiometer, FSR(Force Sensing Resistance) Sensor and Stretch Sensor and calculate the response time to the module. Firstly, the response time of handlebar which is a kind of potentiometer is 420ms and Resilience of it is 140ms. Secondly, the response time of handlebar which use FSR Sensor is 320ms and Resilience of it is 220ms. Finally, the response time of the Stretch Sensor is 160ms and Resilience of it is 140ms. The performance of Stretch Sensor is the best among the three kind of sensors.