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남동우(D. W. Nam),안범모(B. M. Ahn) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.5월
보행 관련 질환들은 보행 분석을 통하여 진단이 가능하다. 일반적인 보행 분석은 주로 IR 카메라를 통하여 이루어지지만, 이는 매우 큰 부피와 비싼 검사 비용, 이용 장소 제한 등의 단점이 있다. 이를 보완하고자 IMU, Goniometer 등의 소형 센서들이 많이 등장하였지만 이 또한 단단한 재질로 인하여 착용 시 불편함을 야기한다. 본 연구진은 전도성 천과 실리콘 고무 기반의 소프트센서를 개발함으로써 이러한 문제를 해결하고자 하였고, 이를 이용하여 발목의 움직임을 관찰 및 평가하였다. 개발된 소프트센서 시스템은 발목 보호대에 부착된 고리에 센서를 체결하는 방식으로써 그 착용이 매우 간편하며 불편함이 없다. 발목의 실제 움직임을 분석하고자, 발목 보호대에 4 개의 마커를 각각 발 앞부분, 뒤꿈치, 복숭아뼈, 발목 상단에 부착했다. 이후 보행 분석 시 영상을 촬영한 후, Kinovea에서 마커의 위치를 추적하여 발목의 실제 궤적을 계산했다. 보행 분석은 총 4 명의 피실험자를 대상으로 1 m/s의 속도로1 분간 진행되었으며, 그 중 임의로 선택된 3 보의 연속적인 보행에서의 발목의 움직임을 관찰했다. 센서의 신호 수집은 50 Hz 로 진행되었으며 원활한 비교 분석을 위하여 영상의 촬영 프레임도 50 fps 로 설정했다. 센서 신호와 실제 보행 궤적 간 비교는 RMS 오차를 계산함으로써 진행하였으며, 실험 결과, 4 명의 피실험자로부터 계산된 RMS오차는 각각 3.76°, 3.13°, 4.54°, 4.75°로 측정되었다. 본 연구를 통해 개발한 보행 분석용 소프트센서 시스템을 통하여 보다 편리한 보행 분석이 가능할 것으로 전망되며, 인체 상하지의 관절에 적용하여 관절각을 측정할 수 있는 시스템으로 활용할 수 있을 것이다.