KR102578261B1 - 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들 - Google Patents

보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들 Download PDF

Info

Publication number
KR102578261B1
KR102578261B1 KR1020160113972A KR20160113972A KR102578261B1 KR 102578261 B1 KR102578261 B1 KR 102578261B1 KR 1020160113972 A KR1020160113972 A KR 1020160113972A KR 20160113972 A KR20160113972 A KR 20160113972A KR 102578261 B1 KR102578261 B1 KR 102578261B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
walking
user
motion
walking assistance
assistance device
Prior art date
Application number
KR1020160113972A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180026975A (ko
Inventor
장준원
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020160113972A priority Critical patent/KR102578261B1/ko
Priority to US15/405,733 priority patent/US11013302B2/en
Publication of KR20180026975A publication Critical patent/KR20180026975A/ko
Priority to US17/317,108 priority patent/US20210259374A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102578261B1 publication Critical patent/KR102578261B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A45—HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45B—WALKING STICKS; UMBRELLAS; LADIES' OR LIKE FANS
    • A45B9/00—Details
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0237—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the lower limbs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/02—Crutches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A45—HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45B—WALKING STICKS; UMBRELLAS; LADIES' OR LIKE FANS
    • A45B9/00—Details
    • A45B2009/002—Accessories
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A45—HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45B—WALKING STICKS; UMBRELLAS; LADIES' OR LIKE FANS
    • A45B9/00—Details
    • A45B2009/005—Shafts
    • A45B2009/007—Shafts of adjustable length, e.g. telescopic shafts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/01—Constructive details
    • A61H2201/0119—Support for the device
    • A61H2201/0153—Support for the device hand-held
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/01—Constructive details
    • A61H2201/0165—Damping, vibration related features
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/01—Constructive details
    • A61H2201/0192—Specific means for adjusting dimensions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/164—Feet or leg, e.g. pedal
    • A61H2201/1642—Holding means therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/165—Wearable interfaces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5007—Control means thereof computer controlled
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5023—Interfaces to the user
    • A61H2201/5035—Several programs selectable
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5023—Interfaces to the user
    • A61H2201/5041—Interfaces to the user control is restricted to certain individuals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5069—Angle sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5079—Velocity sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5084—Acceleration sensors

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들이 개시된다. 일 실시예에 따른 보행 보조 장치는 사용자의 상체를 보조하기 위해, 상기 사용자의 보행 동작에 따라 길이 및 강성 중에서 적어도 하나를 적응적으로 제어한다.

Description

보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들{METHOD FOR WALKING ASSIST, AND DEVICES OPERATING THE SAME}
아래 실시예들은 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들에 관한 것이다.
최근 고령화 사회가 심화됨에 따라서 관절에 문제가 있어서 이에 대한 고통과 불편을 호소하는 사람들이 증가하고 있으며, 관절이 불편한 노인이나 환자들이 보행을 원활하게 할 수 있는 운동 보조 장치에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한, 군사용 등의 목적으로 인체의 근력을 강화시키기 위한 운동 보조 장치들이 개발되고 있다.
또한, 사용자는 보행시 지팡이 또는 목발을 이용하면서 운동 보조 장치를 통해 보행 보조를 받을 수 있다. 이때, 계단을 올라가거나 내려가는 경우, 사용자는 운동 보조 장치를 통해 하체 보조를 받지만 고정된 길이의 지팡이 또는 목발로 인해 균형이 무너져서 보행시 위험이 발생할 수 있다.
관련 선행기술로, 미국 특허출원공개공보 US 2016-0016309 (2016.01.21)가 있다.
실시예들은 보행하는 동안 다양한 보행 환경에서 길이 및 강성을 적응적으로 제어하여 상체를 보조할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 보행 보조 장치는 사용자의 상체를 보조하기 위해, 상기 사용자의 보행 동작에 따라 길이 및 강성 중에서 적어도 하나를 적응적으로 제어할 수 있다.
상기 보행 동작은 평지 보행 동작, 상향 경사진 방향으로의 보행 동작, 하향 경사진 방향으로의 보행 동작 및 서 있는 동작 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 보행 보조 장치는 상기 사용자의 상체의 일부에 접촉하는 상부 지지체와, 지면에 접촉되어 사용자를 지지하기 위한 하부 지지체와, 상기 상부 지지체와 하부 지지체 사이에 연결되고, 상기 보행 동작에 따라 길이 및 강성 중에서 적어도 하나를 적응적으로 제어하기 위한 제어 장치를 포함할 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 상부 지지체와 상기 하부 지지체 사이에서 길이 조절이 가능한 연결체와, 상기 사용자의 지지할 수 있는 힘을 보조하기 위해 강성을 제공하는 강성 모듈과, 상기 보행 동작에 따라 상기 연결체의 길이 및 상기 강성 모듈의 강성을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 강성 모듈의 가성을 제어하기 위해, 상기 보행 동작에 따라 상기 강성 모듈의 스프링 상수 및 댐퍼 상수 중에서 적어도 하나를 조정할 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 하부 지지체와 상기 지면과의 거리 및 접촉 여부에 기초하여 상기 보행 보조 장치가 상기 사용자의 신체의 적당한 위치에 위치할 수 있도록 길이를 제어할 수 있다.
상기 보행 동작에 대한 정보는 상기 보행 보조 장치와 통신 가능한 상이한 보행 보조 장치로부터 전송될 수 있다.
상기 보행 동작에 대한 정보는 상기 보행 동작 및 상기 보행 동작의 페이즈에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 보행 보조 방법은 사용자의 보행 동작에 대한 정보를 획득하는 단계와, 상기 보행 동작에 따라 상기 사용자의 상체를 보조하기 위한 보행 보조 장치의 길이 및 강성 중에서 적어도 하나를 적응적으로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보행 동작은 평지 보행 동작, 상향 경사진 방향으로의 보행 동작, 하향 경사진 방향으로의 보행 동작 및 서 있는 동작 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제어하는 단계는 상기 사용자의 지지할 수 있는 힘을 보조하기 위해, 상기 보행 동작에 따라 상기 보행 보조 장치에 포함된 강성을 제공하는 강성 모듈의 스프링 상수 및 댐퍼 상수 중에서 적어도 하나를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 사용자가 보행을 시작하기 전에, 상기 보행 보조 장치와 지면과의 거리 및 접촉 여부에 기초하여 상기 보행 보조 장치가 상기 사용자의 신체의 적당한 위치에 위치할 수 있도록 길이를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 보행 동작에 따라 상기 사용자의 하체에 대해 보행 보조 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 착지 시점에서 상기 사용자의 오른쪽 및 왼쪽 힙 관절 각도 정보에 기초하여 상기 보행 동작을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 가속도 정보에 기초하여 상기 사용자 발의 상기 착지 시점을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 오른쪽 및 왼쪽 힙 관절 각도 정보는 관절의 각도 또는 각속도를 포함할 수 있다.
상기 보행 동작에 대한 정보는 상기 보행 보조 장치와 통신 가능한 상이한 보행 보조 장치로부터 획득될 수 있다.
상기 보행 동작에 대한 정보는 상기 보행 동작 및 상기 보행 동작의 페이즈에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 보행 보조 시스템을 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 보행 보조 장치와 제2 보행 보조 장치를 통해 보행 보조를 제공 받는 사용자를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 보행 보조 장치의 구조에 대한 측면도를 나타낸다.
도 4은 도 3에 도시된 제1 보행 보조 장치의 개략적인 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시된 강성 모듈의 강성을 가변하는 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6a는 사용자의 보행 동작의 일 예에 따라 제1 보행 보조 장치가 사용자를 보행 보조하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 사용자의 보행 동작의 다른 예에 따라 제1 보행 보조 장치가 사용자를 보행 보조하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 제2 보행 보조 장치의 개략적인 블록도이다.
도 8은 도 1에 도시된 제2 보행 보조 장치가 대상체에 착용된 상태의 정면도이다.
도 9는 도 1에 도시된 제2 보행 보조 장치가 대상체에 착용된 상태의 측면도이다.
도 10은 도 7에 도시된 보행 보조 컨트롤러의 착지 시점 검출 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11은 도 7에 도시된 보행 보조 컨트롤러가 보행 동작을 검출하는 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 1에 도시된 보행 보조 장치들의 동작 방법의 일 예에 따른 순서도이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 보행 보조 시스템을 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 제1 보행 보조 장치와 제2 보행 보조 장치를 통해 보행 보조를 제공 받는 사용자를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 보행 보조 시스템(gait assist system 또는 walking assist system; 10)은 제1 보행 보조 장치(first gait assist device 또는 first walking assist device; 100) 및 제2 보행 보조 장치(second gait assist device 또는 second walking assist device; 200)를 포함할 수 있다.
제1 보행 보조 장치(100) 및 제2 보행 보조 장치(200)는 대상체, 예를 들어 사용자(300)의 보행 및/또는 운동을 보조할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 사람, 동물 또는 로봇 등일 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 보행 보조 장치(100)는 사용자(300)의 상체의 일부에 접촉하여 상체를 보조하여 사용자(300)의 보행 및/또는 운동을 보조할 수 있다. 예를 들어, 제1 보행 보조 장치(100)는 지팡이(cane), 목발(crutch) 등으로 구현될 수 있다.
제1 보행 보조 장치(100)는 보행시 사용자(300)의 상체를 보조하기 위해 사용자의 보행 동작에 따라 길이 및 강성 중에서 적어도 하나를 적응적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 보행 동작은 평지 보행 동작, 상향 경사진 방향으로의 보행 동작(예를 들어, 계단을 올라가는 동작), 하향 경사진 방향으로의 보행 동작(예를 들어, 계단을 내려가는 동작) 및 서 있는 동작을 포함할 수 있다.
이때, 제1 보행 보조 장치(100)는 사용자(300)의 보행 동작에 대한 정보를 제2 보행 보조 장치(200)로부터 획득할 수 있다. 즉, 제1 보행 보조 장치(100)는 제2 보행 보조 장치(200)와 서로 통신 가능할 수 있다. 예를 들어, 제1 보행 보조 장치(100)와 제2 보행 보조 장치(200)는 유선 또는 무선 통신을 통해 서로 통신을 수행할 수 있다. 유선 통신은 유선 LAN, USB 단자를 이용한 통신(예를 들어, USB 2.0, USB 3.0 등)일 수 있고, 무선 통신은 인터넷 통신, 인트라넷, 블루투스(Bluetooth), 무선 LAN, 또는 IEEE 802. 11 기반의 WiFi 등 일 수 있다.
제2 보행 보조 장치(200)는 사용자(300)에 착용되어 사용자(300)의 하체를 보조하여 사용자(300)의 보행 및/또는 운동을 보조할 수 있다. 예를 들어, 제2 보행 보조 장치(200)는 발, 종아리, 허벅지 등의 하체의 다른 부위의 보행 및/또는 운동을 보조하여 직접적으로 하체 보조를 수행할 수 있다.
제2 보행 보조 장치(200)는 사용자(300)의 발의 착지 시점을 검출하고, 착지 시점에서 사용자(300)의 오른쪽 및 왼쪽 힙 관절 각도 정보에 기초하여 보행 동작을 검출할 수 있다. 제2 보행 보조 장치(200)는 사용자(300)의 한 번의 스텝 시점에서의 오른쪽 및 왼쪽 힙 관절 각도 정보 만으로도 사용자(300)의 보행 동작을 검출할 수 있다.
제1 보행 보조 장치(100)는 보행 환경에 따라 길이 및 강성 중에서 적어도 하나를 적응적으로 제어하여 직접적으로 사용자(300)의 상체를 보조하고, 상체 보조를 통해 간접적으로 하체 보조를 수행할 수 있다. 사용자(300)는 제2 보행 보조 장치(200)를 통해 하체 보조를 받는 동안, 다양한 보행 환경에서 제1 보행 보조 장치(100)를 통해 균형을 유지함으로써 다양한 보행 환경에서 적절한 보행 보조를 받을 수 있다. 또한, 사용자(300)는 다양한 보행 환경에서 발생할 수 있는 위험으로부터 벗어날 수 있다.
도 2에서는 설명의 편의를 위해 제1 보행 보조 장치(100)가 사용자(300)의 상체의 손에 접촉하여 상체를 보조하는 경우, 지팡이 타입의 보행 보조 장치에 대하여 도시하고, 제2 보행 보조 장치(200)가 사용자(300)의 허벅지에 착용되어 보조하는 경우, 힙 타입(hip-type)의 보행 보조 장치에 대하여 도시하고 있지만, 반드시 이에 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이, 제1 보행 보조 장치(100)는 사용자(300)의 손, 상박, 하박 등 상체의 일부 또는 전체에 접촉하여 보조하고, 제2 보행 보조 장치(200)는 발, 종아리 등의 하체의 일부 또는 전체에 착용되어 보조할 수 있다. 또한, 제2 보행 보조 장치(200)는 하체 일부를 지원하는 형태에서 무릎까지 지원하는 형태, 발목까지 지원하는 형태, 전신을 지원하는 형태에 적용될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 보행 보조 장치의 구조에 대한 측면도를 나타내고, 도 4은 도 3에 도시된 제1 보행 보조 장치의 개략적인 블록도이고, 도 5는 도 4에 도시된 강성 모듈의 강성을 가변하는 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1 보행 보조 장치(100)는 상부 지지체(110), 하부 지지체(130) 및 제어 장치(150)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 보행 보조 장치(100)는 센서들(170 및 190)을 더 포함할 수 있다.
상부 지지체(110)는 사용자(300)의 상체의 일부(예를 들어, 손, 팔꿈치, 겨드랑이 등)에 접촉할 수 있다. 예를 들어, 상부 지지체(110)는 사용자(300)가 상체의 일부를 통해 파지하거나 상체의 일부를 댈(또는 기댈) 수 있는 형태일 수 있다. 상부 지지체(110)는 파지대 및/또는 거치대 형태로 구현될 수 있다.
하부 지지체(130)는 지면에 접촉되어 사용자(300)를 지지할(또는 지탱할) 수 있다. 예를 들어, 하부 지지체(130)는 상부 지지체(110)를 통해 전달되는 사용자(300)의 하중을 지지할 수 있다. 또한, 하부 지지체(130)의 내부에는 제어 장치(150)의 연결체(151)가 길이 방향으로 상/하 이동 가능할 수 있도록 비어 있는 공간(empty space)이 형성될 수 있다.
제어 장치(150)는 상부 지지체(110)와 하부 지지체(130) 사이에 연결되고, 보행 동작에 따라 길이 및 강성 중에서 적어도 하나를 적응적으로 제어할 수 있다. 제어 장치(150)는 연결체(151), 강성 모듈(153), 및 컨트롤러(155)를 포함할 수 있다.
연결체(151)는 컨트롤러(155)의 제어에 따라 상부 지지체(110)와 하부 지지체(130) 사이에서 길이 조절이 가능할 수 있다. 예를 들어, 연결체(151)는 하부 지지체(130) 내에 형성된 비어 있는 공간(empty space)에서 길이 방향으로 상/하 이동하여 상부 지지체(110)와 하부 지지체(130) 사이에서 길이 조절이 가능할 수 있다. 이때, 연결체(151)는 스프링 및/또는 모터 등의 구동 수단을 통해 길이 방향으로 상/하 이동할 수 있다.
강성 모듈(153)은 사용자(300)를 지지할(또는 지탱할) 수 있는 힘(예를 들어, 지지력)을 보조하기 위해 강성을 제공할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 강성 모듈(153)의 강성은 가상 스프링(virtual spring) 및 가상 댐핑(virtual damping, 또는 가상 댐퍼(virtual damper))로 모델링될 수 있다.
예를 들어, 강성 모듈(153)은 스프링 수단 및 댐핑 수단을 통해 구현되고, 강성 모듈(153)의 강성은 컨트롤러(155)의 제어에 따른 스프링 상수(spring constant) 및 댐핑 상수(damping constant)의 변경을 통해 임피던스(impedance)가 변경됨으로써 제어될 수 있다.
연결체(151)와 강성 모듈(153) 각각은 별개로 구현될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 일체로 구현될 수 있다. 또한, 연결체(151)와 강성 모듈(153)은 수동적인(passive) 형태나 능동적인(active) 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 연결체(151)와 강성 모듈(153)은 일체로 선형 액추에이터(linear actuator) 및 유압계(oil pressure gauge) 등으로 구현될 수 있다.
컨트롤러(155)는 제어 장치(150)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(155)는 각 구성(151 및 153)을 제어할 수 있다.
우선, 컨트롤러(155)는 사용자(300)가 보행을 시작 하기 전에 연결체(151)의 길이를 조절하여 제1 보행 보조 장치(100)가 사용자(300)의 신체의 적당한 위치에 위치할 수 있도록 할 수 있다.
일 예로, 컨트롤러(155)는 버튼(미도시) 등을 통해 수신되는 사용자 입력에 응답하여 보행 시작 전에 연결체(151)의 길이를 조절할 수 있다. 즉, 컨트롤러(155)는 사용자(300)의 수동 조작에 따라 연결체(151)의 길이를 조절할 수 있다.
다른 예로, 컨트롤러(155)는 하부 지지체(130)와 지면과의 거리 및 접촉 여부에 기초하여 보행 시작 전에 자동으로 연결체(151)의 길이를 조절할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(155)는 제1 센서(170)로부터 전송된 거리 정보를 이용하여 하부 지지체(130)의 하단과 지면 사이의 거리가 일정 범위 내에 들어오면 연결체(151)의 길이를 조절하기 시작하고, 제2 센서(190)로부터 전송된 접촉 정보를 이용하여 하부 지지체(130)의 하단이 지면에 닿는 순간에 연결체(151)의 길이 조절을 중단할 수 있다.
이후에, 컨트롤러(155)는 보행 동작에 따라 연결체(151)의 길이 및 강성 모듈(153)의 강성을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(155)는 보행 동작의 페이즈(phase)에 따라 적응적으로 연결체(151)의 길이를 조정하고, 강성 모듈(153)의 강성을 변경할 수 있다. 페이즈는 보행 동작에 따른 스텝 마다의 페이즈를 의미할 수 있다.
이에, 제1 보행 보조 장치(100)는 보행 동작의 페이즈(phase)에 따라 사용자의 신체의 적당한 위치에 유지되고, 제1 보행 보조 장치(100)가 사용자(300)를 지지할 수 있는 힘도 보행 동작의 페이즈에 따라 유지될 수 있다.
제1 센서(170)는 하부 지지체(130)의 하부와 지면과의 거리를 센싱하여 거리 정보를 생성하고, 거리 정보를 컨트롤러(155)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(170)는 거리 측정 센서일 수 있다.
제2 센서(190)는 하부 지지체(130)의 하부와 지면과의 접촉 여부를 센싱하여 접촉 정보를 생성하고, 접촉 정보를 컨트롤러(155)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 제2 센서(190)는 터치 센서 또는 포스 센서일 수 있다.
도 6a는 사용자의 보행 동작의 일 예에 따라 제1 보행 보조 장치가 사용자를 보행 보조하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a를 참조하면, 사용자(300)는 하향 경사진 방향으로의 보행 동작, 예를 들어 계단을 내려가는 보행을 수행할 수 있다.
우선, 컨트롤러(155)는 사용자(300)가 계단을 내려가는 보행을 시작 하기 전에 서 있는 상태(ST)에서 연결체(151)의 길이를 조정하여 제1 보행 보조 장치(100), 예를 들어 상부 지지체(110)가 사용자(300)의 신체의 적당한 위치에 위치할 수 있도록 할 수 있다.
사용자(300)는 서 있는 상태(ST)에서 계단을 내려가기 시작할 수 있다. 이때, 계단을 내려가는 하나의 스텝은 복수의 페이즈들(P1~P3)로 구성될 수 있다.
사용자(300)가 왼쪽 다리를 딛고 오른쪽 다리의 스윙을 시작하여 스윙한 오른쪽 다리가 지면에 착지하면(또는 접촉하면), 페이즈(P1)에서 페이즈(P2)로 전이될 수 있다. 예를 들어, 페이즈(P1)는 사용자(300)가 계단을 내려가는 하나의 스텝을 시작하는 페이즈이고, 페이즈(P2)는 왼쪽 다리를 딛고 스윙한 오른쪽 다리가 지면에 착지하는 페이즈일 수 있다.
이때, 컨트롤러(155)는 상부 지지체(110)가 사용자(300)의 신체의 적당한 위치에 유지될 수 있도록 계단을 내려가는 보행 동작의 페이즈(P1 및 P2)에 따라 적응적으로 연결체(151)의 길이를 조정할 수 있다.
사용자(300)가 오른쪽 다리를 딛고 왼쪽 다리를 스윙하여 오른쪽 다리가 착지된 지면에 스윙한 왼쪽 다리가 착지하면, 페이즈(P2)에서 페이즈(P3)로 전이될 수 있다. 예를 들어, 페이즈(P3)는 오른쪽 다리를 딛고 왼쪽 다리를 스윙하여 오른쪽 다리가 착지된 지면에 착지하는 페이즈로, 사용자(300)가 계단을 내려가는 하나의 스텝을 종료하는 페이즈일 수 있다.
이때, 컨트롤러(155)는 상부 지지체(110)가 사용자(300)의 신체의 적당한 위치에 유지될 수 있도록 계단을 내려가는 보행 동작의 페이즈(P2 및 P3)에 따라 적응적으로 연결체(151)의 길이를 조정할 수 있다.
사용자(300)는 서 있는 상태(ST)로 계단을 내려가는 하나의 스텝을 종료할 수 있다.
도 6b는 사용자의 보행 동작의 다른 예에 따라 제1 보행 보조 장치가 사용자를 보행 보조하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b를 참조하면, 사용자(300)는 상향 경사진 방향으로의 보행 동작, 예를 들어 계단을 올라가는 보행을 수행할 수 있다.
우선, 컨트롤러(155)는 사용자(300)가 계단을 올라가는 보행을 시작 하기 전에 서 있는 상태(ST)에서 연결체(151)의 길이를 조정하여 상부 지지체(110)가 사용자(300)의 신체의 적당한 위치에 위치할 수 있도록 할 수 있다.
사용자(300)는 서 있는 상태(ST)에서 계단을 올라가기 시작할 수 있다. 도 6a에서 설명한 바와 같이, 계단을 올라가는 하나의 스텝도 복수의 페이즈들(P4~P6)로 구성될 수 있다.
사용자(300)가 왼쪽 다리를 딛고 오른쪽 다리의 스윙을 시작하여 스윙한 오른쪽 다리가 지면에 착지하면(또는 접촉하면), 페이즈(P4)에서 페이즈(P5)로 전이될 수 있다. 예를 들어, 페이즈(P4)는 사용자(300)가 계단을 올라가는 하나의 스텝을 시작하는 페이즈이고, 페이즈(P5)는 왼쪽 다리를 딛고 스윙한 오른쪽 다리가 지면에 착지하는 페이즈일 수 있다.
이때, 컨트롤러(155)는 상부 지지체(110)가 사용자(300)의 신체의 적당한 위치에 유지될 수 있도록 계단을 올라가는 보행 동작의 페이즈(P4 및 P5)에 따라 적응적으로 연결체(151)의 길이를 조정할 수 있다.
사용자(300)가 오른쪽 다리를 딛고 왼쪽 다리를 스윙하여 오른쪽 다리가 착지된 지면에 스윙한 왼쪽 다리가 착지하면, 페이즈(P5)에서 페이즈(P6)로 전이될 수 있다. 예를 들어, 페이즈(P6)는 오른쪽 다리를 딛고 왼쪽 다리를 스윙하여 오른쪽 다리가 착지된 지면에 착지하는 페이즈로, 사용자(300)가 계단을 올라가는 하나의 스텝을 종료하는 페이즈일 수 있다.
이때, 컨트롤러(155)는 상부 지지체(110)가 사용자(300)의 신체의 적당한 위치에 유지될 수 있도록 계단을 올라가는 보행 동작의 페이즈(P5 및 P6)에 따라 적응적으로 연결체(151)의 길이를 조정할 수 있다.
사용자(300)는 서 있는 상태(ST)로 계단을 올라가는 하나의 스텝을 종료할 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 제2 보행 보조 장치의 개략적인 블록도이고, 도 8은 도 1에 도시된 제2 보행 보조 장치가 대상체에 착용된 상태의 정면도이고, 도 9는 도 1에 도시된 제2 보행 보조 장치가 대상체에 착용된 상태의 측면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 제2 보행 보조 장치(200)는 제3 센서(third sensor; 210), 제4 센서(forth sensor; 220), 컨트롤러(controller; 230), 및 구동기(driver; 240)를 포함한다. 또한, 제2 보행 보조 장치(200)는 고정 부재(250), 보조력 전달 부재(260), 및 지지 부재(270)를 더 포함할 수 있다.
제3 센서(210)는 보행 시 사용자(300)의 양쪽 힙 관절 각도 정보를 감지할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제3 센서(210)는 구동기(240), 고정 부재(250), 및 지지 부재(270) 중에서 적어도 하나에 구현될 수 있다. 예를 들어, 양쪽 힙 관절 각도 정보는 양쪽 힙 관절의 각도, 양쪽 힙 관절의 각도의 차이, 양쪽 힙 관절의 운동 방향, 및 양쪽 힙 관절의 각속도 정보 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제3 센서(210)는 양쪽 힙 관절 각도 정보를 유선 또는 무선으로 컨트롤러(230)로 전송할 수 있다.
제4 센서(220)는 사용자(300)가 보행하는 동안 가속도 정보와 자세 정보를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제4 센서(220)는 사용자(300)의 보행 동작에 따른 X축, Y축, Z축 가속도 또는 X축, Y축, Z축 각속도 중에서 적어도 하나를 감지할 수 있다. 제4 센서(220)는 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서일 수 있다. 도 9에서는 제4 센서(220)가 고정 부재(250)가 위치한 허리에 구현 또는 장착된 것으로 도시하고 있지만, 이에 한정되지 않으며 실시예에 따라 제4 센서(220)는 정강이, 허벅지, 발목 등에 구현 또는 장착될 수 있다. 제4 센서(220)는 가속도 정보와 자세 정보를 유선 또는 무선으로 컨트롤러(230)로 전송할 수 있다.
컨트롤러(230)는 제2 보행 보조 장치(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(230)는 구동기(240)가 사용자(300)의 보행을 돕기 위한 동력을 출력하도록 구동기(240)를 제어할 수 있다. 동력은 보조력(assistance torque)을 의미할 수 있다.
컨트롤러(230)는 보행 보조 컨트롤러(walking assist controller; 233) 및 어시스트 토크 생성기(assist torque generator; 235)를 포함할 수 있다.
보행 보조 컨트롤러(233)는 제4 센서(220)로부터 전송된 가속도 정보에 기초하여 사용자(300) 발의 착지 시점을 검출할 수 있다. 보행 보조 컨트롤러(233)는 가속도 정보, 예를 들어 수직 방향의 가속도 값 또는 x 축, y 축 및 수직 방향인 z 축 가속도 값의 제곱의 합을 이용하여 사용자(300) 발의 착지 시점을 검출할 수 있다. 보행 보조 컨트롤러(233)의 착지 시점을 검출하는 보다 구체적인 방법에 대해서는 도 10을 참조하여 설명한다.
보행 보조 컨트롤러(233)는 착지 시점에서 제3 센서(210)로부터 획득한 사용자의 오른쪽 및 왼쪽 힙 관절 각도 정보에 기초하여 보행 동작을 검출할 수 있다
일 예로, 보행 보조 컨트롤러(233)는 사용자의 양쪽 힙 관절 각도 정보 각각을 임계치와 비교하거나 별도의 미리 설정된 규칙을 통해서 사용자의 보행 동작을 검출할 수 있다.
다른 예로, 보행 보조 컨트롤러(233)는 퍼지 로직을 이용하여 보행 동작을 검출할 수 있다. 예를 들어, 보행 보조 컨트롤러(233)는 사용자 발의 착지 시점에서 사용자의 오른쪽 및 왼쪽 힙 관절 각도 정보에 대해 퍼지화(fuzzification) 및 역퍼지화(defuzzification)를 통해 사용자의 보행 동작을 검출할 수 있다. 보행 보조 컨트롤러(233)의 퍼지 로직을 이용하여 보행 동작을 검출하는 보다 구체적인 방법에 대해서는 도 11을 참조하여 설명한다.
또한, 보행 보조 컨트롤러(233)는 실시간으로 사용자의 오른쪽 및 왼쪽 힙 관절 각도 정보에 기초하여 검출된 보행 동작의 페이즈를 인식할 수 있다.
보행 보조 컨트롤러(233)는 보행 동작에 대한 정보를 제1 보행 보조 장치(100)의 컨트롤러(155)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 보행 동작에 대한 정보는 검출된 보행 동작 및 보행 동작의 페이즈를 포함할 수 있다.
보행 보조 컨트롤러(233)는 검출된(또는 인식된) 보행 동작 별로 사용자에게 최적화된 보행 보조를 제공하기 위해 어시스트 토크 생성기(235)가 보행 동작에 따라 사용자(300)의 보행 보조를 위한 어시스트 토크 프로파일(assist torque profile)을 제공하도록 어시스트 토크 생성기(235)를 제어할 수 있다.
어시스트 토크 생성기(235)는 보행 동작에 따라 사용자(300)의 보행 보조를 위한 어시스트 토크 프로파일(assist torque profile)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 어시스트 토크 프로파일은 미리 생성되어 메모리(미도시)에 저장되어 있을 수 있다. 이때, 메모리는 어시스트 토크 생성기(235)의 내부 또는 외부에 구현될 수 있다.
구동기(240)는 사용자(300)의 양쪽 힙 관절을 구동시키고, 사용자(300)의 오른쪽 및 왼쪽 힙 부분에 위치할 수 있다. 구동기(240)는 컨트롤러(230)의 제어, 예를 들어 어시스트 토크 프로파일에 따라 사용자(300)의 보행 보조를 돕기 위한 보조력을 생성할 수 있다.
고정 부재(250)는 사용자(300)의 일 부분, 예를 들어 허리에 고정될 수 있다. 고정 부재(250)는 사용자(300)의 외면의 적어도 일부에 접촉할 수 있다. 고정 부재(250)는 사용자(300)의 외면을 따라 감싸는 형상일 수 있다.
동력 전달 부재(260)는 구동기(240) 및 지지 부재(270) 사이에 연결될 수 있다. 동력 전달 부재(260)는 구동기(240)로부터 전달받은 동력을 지지 부재(270)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 동력 전달 부재(260)는 프레임, 와이어, 케이블, 스트링, 고무줄, 스프링, 벨트, 또는 체인 등의 길이 방향 부재일 수 있다.
지지 부재(270)는 사용자(300)의 지지 대상, 예를 들어 허벅지를 지지할 수 있다. 지지 부재(270)는 사용자(300)의 적어도 일부를 감싸도록 배치될 수 있다. 지지 부재(270)는 동력 전달 부재(260)로부터 전달된 동력을 이용하여 사용자(300)의 지지 대상에 힘을 작용할 수 있다.
도 10은 도 7에 도시된 보행 보조 컨트롤러의 착지 시점 검출 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10에서는 제3 센서(210)에서 획득되는 가속도 값과 착지 시점을 검출하기 위해 이용되는 구간들을 나타낸다.
도 10을 참조하면, t_psh는 이전 걸음걸이 구간(stride horizon)이고, t_sh는 현재 걸음 걸이 구간을 나타낸다. t_bh는 베이스 구간(base horizon)을 나타내고, t_fh는 프리즈 구간(freeze horizon)을 나타내며, t_ph는 예측 구간(prediction horizon)을 나타낸다.
베이스 구간은 이전 스텝 지속 구간에서 착지 시점이 발생하지 않은 구간일 수 있다. 베이스 구간은 매 스텝마다 일정하게 설정될 수도 있고, 이전 베이스 구간에 기초하여 매 스텝마다 업데이트 될 수도 있다.
베이스 구간은 착지 시점이 검출 된 후, 착지 시점 오검출을 방지하기 위해 이전의 착지 시점으로부터 미리 설정된 구간인 프리즈 구간 후에 설정될 수 있다. 예측 구간은 착지 시점 이후 다음 시점까지 물리적으로 볼 때 일정 시간이 필요하다는 점을 반영하여 베이스 구간 후에 설정될 수 있다.
현재 스텝을 기준으로 보행 보조 컨트롤러(233)에서 다음 스텝의 착지 시점을 검출하는 방법을 설명한다. 현재 스텝 구간은 이전 스텝 구간을 이용하여 추정될 수 있다. 현재 스텝에서 착지 시점이 검출된 후, 착지 시점으로부터 미리 설정된 프리즈 구간이 설정될 수 있다. 상술한 바와 같이, 프리즈 구간은 착지 시점의 오검출을 방지하기 위해 미리 설정된 구간일 수 있다.
보행 보조 컨트롤러(233)는 다음 스텝에서의 착지 시점 검출을 위해 베이스 구간의 평균 가속도의 값과 예측 구간의 평균 가속도의 값을 비교할 수 있다. 착지 시점이 발생하지 않는 구간으로 추정되는 베이스 구간의 평균 가속도의 값을 명확히 설정하기 위해 착지 시점의 오검출을 방지하기 위한 프리즈 구간이 설정될 수 있다.
현재 베이스 구간은 이전 스텝의 스텝 지속 구간에 기초하여 설정될 수 있다. 이전 스텝 지속 구간에 기초하여 현재 스텝 구간이 추정될 수 있으며, 추정된 현재 스텝 구간에 따라 베이스 구간이 설정될 수 있다.
예를 들어, 이전 스텝에서 현재 스텝의 착지 시점을 검출함에 있어서, 이전 베이스 구간의 평균 가속도의 값과 최초로 설정된 예측 구간에서의 평균 가속도의 값의 차이가 임계치 미만일 수 있다. 이 경우, 보행 보조 컨트롤러(233)는 착지 시점 검출을 위해 예측 구간을 이동시킬 수 있다.
이동시킨 예측 구간에서 착지 시점이 검출된 경우, 예측 구간을 이동시킨 구간만큼 그 이전 스텝에 의해 추정된 이전 스텝의 실제 지속 구간이 증가하게 된다. 현재 스텝 구간은 이전 스텝의 실제 지속 구간에 기초하여 설정되므로, 현재 베이스 구간은 이전 베이스 구간에서 예측 구간을 이동시킨 구간만큼 더해진 구간으로 업데이트 될 수 있다.
예측 구간은 현재 스텝의 착지 시점 후 프리즈 구간과 베이스 구간 후로 이동되어 설정될 수 있다. 착지 시점을 감지하기 위한 예측 구간을 최소화면서 착지 시점이 발생한 경우 평균 가속도의 값의 차이가 베이스 구간의 평균 가속도의 값과의 차이가 임계치 이상 발생할 수 있도록 미리 설정될 수 있다.
보행 보조 컨트롤러(233)는 베이스 구간의 평균 가속도의 값과 예측 구간의 평균 가속도의 값의 차이가 임계치 이상인 경우, 예측 구간을 착지 시점으로 검출할 수 있다. 보다 구체적으로, 보행 보조 컨트롤러(233)는 예측 구간에서 가속도 값이 가장 큰 시점을 착지 시점으로 검출할 수 있다.
보행 보조 컨트롤러(233)는 베이스 구간의 평균 가속도의 값이 예측 구간의 평균 가속도의 값의 차이가 임계치 미만인 경우, 예측 구간에서 사용자 발의 착지가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
이 경우, 보행 보조 컨트롤러(233)는 예측 구간을 이동 시켜 다시 베이스 구간의 평균 가속도의 값과 이동된 예측 구간의 평균 가속도 값의 차이를 임계치와 비교할 수 있다. 보행 보조 컨트롤러(233)는 베이스 구간의 평균 가속도의 값과 예측 구간의 평균 가속도의 값이 차이가 임계치 이상이 될 때까지 예측 구간을 이동시켜 착지 시점을 검출할 수 있다.
보행 보조 컨트롤러(233)는 다음 스텝의 착지 시점이 검출된 경우, 현재 스텝의 실제 지속 구간인 최종 스텝 지속 구간을 저장할 수 있다. 보행 보조 컨트롤러(233)는 현재 스텝의 최종 스텝 구간을 저장함으로써, 다음 스텝 구간을 추정할 수 있다.
다음 스텝을 기준으로 그 다음 스텝의 착지 시점을 검출하는 경우, 보행 보조 컨트롤러(233)는 저장된 현재 스텝의 최종 스텝 지속 구간을 통해 다음 스텝의 지속 구간을 추정할 수 있다. 또한, 현재 스텝에서의 베이스 구간 및 착지 시점이 검출된 예측 구간에 따라 다음 베이스 구간 역시 업데이트 될 수 있다.
상술한 바와 같이, 베이스 구간 및 베이스 구간의 평균 가속도의 값은 매 스텝마다 업데이트 될 수 있다. 사용자(300)의 보행에서 스텝 지속 기간 및 가속도 값이 항상 일정하지 않을 수 있으므로, 보행 보조 컨트롤러(233)는 직전의 스텝 지속 기간을 통해 현재 베이스 구간 및 현재 베이스 값의 평균 가속도의 값을 매 스텝마다 업데이트할 수 있다.
다만, 사용자(300)의 스텝 지속 기간 및 가속도의 값이 매 스텝마다 편차가 크지 않은 경우, 베이스 구간 및 베이스 구간의 평균 가속도의 값은 일정한 값으로 설정하여 보행 보조 컨트롤러(233)의 계산량을 감소시킬 수도 있다.
사용자(300)의 하지 전체를 지원하는 형태의 보행 보조 장치에서는 사용자(300) 발의 착지 시점을 검출하는 풋 포스 센서(foot force sensor)를 포함할 수 있다. 하지 전체를 지원하는 형태의 보행 보조 장치에서는 풋 포스 센서가 신발 바닥에 장치되어 있어 착지 시점을 쉽게 감지할 수 있으므로, 보행 보조 컨트롤러(233)가 착지 시점을 검출할 필요가 없다. 다만, 하지 일부를 지원하는 형태의 보행 보조 장치에서는 사용자 발의 착지 시점을 검출하는 풋 포스 센서를 포함하지 않으므로, 보행 보조 컨트롤러(233)가 사용자 발의 착지 시점을 검출할 필요가 있다.
도 11은 도 7에 도시된 보행 보조 컨트롤러가 보행 동작을 검출하는 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 보행 보조 컨트롤러(233)는 퍼지 로직을 이용하여 보행 동작을 검출(또는 추론)할 수 있다. 입력(1110)은 양쪽 힙 관절 정보 및 착지 시점을 포함할 수 있다. 입력(1110)은 착지 시점, 왼쪽 힙 관절 각도, 오른쪽 힙 관절 각도, 양쪽 힙 관절 각도의 차이, 왼쪽 힙 관절 각도의 운동 방향 및 오른쪽 힙 관절 각도의 운동 방향 중 적어도 하나를 입력 변수로 포함할 수 있다.
멤버 함수는 입력(1110) 별로 미리 설정될 수 있다. 멤버 함수는 입력(1110)에 포함되는 각 입력 변수의 특성에 따라 미리 설정될 수 있다.
예를 들어, 입력 변수 중 하나인 왼쪽 힙 관절 각도에 대응하여 설정되는 멤버 함수는, 왼쪽 힙 관절 각도에 따라 NEMID, NELOW, ZERO, POLOW, POMID, POHIGH 및 POVHIGH의 범위로 구분되어 소속 함수로 표현될 수 있다. 소속 함수는 입력 변수의 값에 따라 입력 변수의 값이 구분된 범위에 어느 정도 속하는지를 나타낼 수 있다.
상술한 입력 변수 중 하나인 왼쪽 힙 관절 각도와 같이 다른 입력 변수에 대해서도 각각에 대응하는 멤버 함수가 범위가 구분되어 소속 함수로 표현될 수 있다. 다만, 상술한 내용은 설명의 목적을 위한 일 예일 뿐이며, 각 입력 변수의 특성 및 사용자의 특성에 따라 다르게 설정될 수 있다.
보행 보조 컨트롤러(233)는 입력되는 각 입력 변수의 값을 각 입력 변수에 대응하는 멤버 함수를 통해 퍼지화(1120)할 수 있다. 보행 보조 컨트롤러(233)는 각 입력 변수를 멤버 함수를 통해 퍼지화(1120)함으로써 퍼지화(1120)한 값을 얻을 수 있다.
퍼지화(1120)한 값은, 각 입력 변수의 값을 각 입력 변수에 대응하는 멤버 함수에서 구분된 범위 각각에 어느 정도 속하는지를 계산하는 과정일 수 있다. 예를 들어, 왼쪽 힙 관절 각도의 값이 20 ? 인 경우, 입력된 왼쪽 힙 관절 각도는 POLOW에 0.5, POMID에 0.5만큼 소속되는 것이 퍼지화(1120)한 값으로 표현될 수 있다.
보행 보조 컨트롤러(233)는 각 입력 변수를 멤버 함수를 이용하여 퍼지화(1120)한 값과 미리 설정되는 퍼지 규칙에 따라 역퍼지화(1130)할 수 있다. 퍼지 규칙은 평지 보행 동작, 상향 경사진 방향으로의 보행 동작, 하향 경사진 방향으로의 보행 동작 및 서있는 동작에서의 양쪽 힙 관절 각도의 정보에 기반하여 미리 설정되는 "IF-THEN" 룰일 수 있다.
예를 들어, 퍼지 규칙은 아래와 같은 "IF-THEN" 규칙으로 정의될 수 있다.
1. rule: if FootStrike is ON and LeftHipAng is POVHIGH and RightHipAng is POLOW and AbsHipAngDiff is HIGH then WalkMode is STAIRUP
2. rule: if FootStrike is ON and LeftHipAng is POVHIGH and RightHipAng is ZERO and AbsHipAngDiff is HIGH then WalkMode is STAIRUP
3. rule: if FootStrike is ON and LeftHipAng is POMID and RightHipAng is POMID and AbsHipAngDiff is VLOW then WalkMode is STAIRDOWN
4. rule: if FootStrike is ON and LeftHipAng is POMID and RightHipAng is POMID and AbsHipAngDiff is LOW then WalkMode is STAIRDOWN
5. rule: if FootStrike is ON and LeftHipAng is POHIGH and RightHipAng is NELOW and AbsHipAngDiff is HIGH then WalkMode is LEVEL
6. rule: if FootStrike is ON and LeftHipAng is POHIGH and RightHipAng is NEMID and AbsHipAngDiff is VHIGH then WalkMode is LEVEL
상기 1번 내지 6번의 룰은 하나의 퍼지 규칙에 포함될 수 있으며, 보행 동작을 검출(또는 추론)하기 위해 각각의 입력 변수에 따라 보행 동작을 검출(또는 추론)하기 위한 퍼지 규칙일 수 있다.
1번 규칙은, 착지 시점이 검출되고, 왼쪽 힙 관절 각도가 POVHIGH에 소속되고, 오른쪽 힙 관절 각도가 POLOW에 소속되고, 양쪽 힙 관절 각도의 차이가 HIGH에 소속되면, 보행 동작은 상향 경사진 방향으로의 보행 동작으로 추론된다는 규칙일 수 있다.
2번 규칙은, 착지 시점이 검출되고, 왼쪽 힙 관절 각도가 POVHIGH에 소속되고, 오른쪽 힙 관절 각도가 ZERO에 소속되고, 양쪽 힙 관절 각도의 차이가 HIGH에 소속되면, 보행 동작은 상향 경사진 방향으로의 보행 동작으로 추론된다는 규칙일 수 있다.
3번 규칙은, 착지 시점이 검출되고, 왼쪽 힙 관절 각도가 POMID에 소속되고, 오른쪽 힙 관절 각도가 POMID에 소속되고, 양쪽 힙 관절 각도의 차이가 HIGH에 소속되면, 보행 동작은 하향 경사진 방향으로의 보행 동작으로 추론된다는 규칙일 수 있다.
4번 규칙은, 착지 시점이 검출되고, 왼쪽 힙 관절 각도가 POMID에 소속되고, 오른쪽 힙 관절 각도의 정보가 POMID에 소속되고, 양쪽 힙 관절 각도의 차이가 LOW에 소속되면, 보행 동작은 하향 경사진 방향으로의 보행 동작으로 추론된다는 규칙일 수 있다.
5번 규칙은, 착지 시점이 검출되고, 왼쪽 힙 관절 각도가 POHIGH에 소속되고, 오른쪽 힙 관절 각도의 정보가 NELOW에 소속되고, 양쪽 힙 관절 각도의 차이가 HIGH에 소속되면, 보행 동작은 평지 보행 동작으로 추론된다는 규칙일 수 있다.
6번 규칙은, 착지 시점이 검출되고, 왼쪽 힙 관절 각도가 POHIGH에 소속되고, 오른쪽 힙 관절 각도가 NEMID에 소속되고, 양쪽 힙 관절 각도의 차이가 VHIGH에 소속되면, 보행 동작은 평지 보행 동작으로 추론된다는 규칙일 수 있다.
다만 상술한 "IF-THEN" 규칙은 설명의 목적을 위한 일 예이며, 보행 동작의 특성에 따라 다르게 설정될 수 있음은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 있어 명백하다.
상술한 바와 같이, 보행 보조 컨트롤러(233)는 각 입력 변수를 멤버 함수를 이용하여 퍼지화(1120)한 값에 따라 각 입력 변수가 소속되는 범위 및 미리 설정되는 퍼지 규칙에 따라 역퍼지화(1130)하여 사용자의 보행 동작을 검출(또는 추론)할 수 있다.
보행 보조 컨트롤러(233)는 역퍼지화(1130)를 통해 최종적으로 보행 동작을 검출한(또는 추론한) 결과(1140)를 출력할 수 있다. 보행 동작을 검출한 결과(1140)는 평지 보행 동작, 상향 경사진 방향으로의 보행 동작, 하향 경사진 방향으로의 보행 동작 및 서있는 동작으로 구분되어 출력될 수 있다.
퍼지 로직은 퍼지 규칙을 기반으로 연역적인 추론을 수행하는 대표적인 인공 지능(Artificial Intelligence)의 기술 중 하나이다. 보행 보조 컨트롤러(233)는 퍼지 로직을 이용하여 사용자의 보행 동작을 추론함으로써, 단순한 임계치 및 규칙 조합에 의한 방법보다 표현이 직관적이고 강인한(robust) 사용자의 보행 동작을 검출할 수 있다.
도 12는 도 1에 도시된 보행 보조 장치들의 동작 방법의 일 예에 따른 순서도이다. 도 12에서는 설명의 편의를 위해, 제1 보행 보조 장치(100)가 버튼(미도시) 등을 통해 수신되는 사용자 입력에 응답하여 보행 시작 전에 연결체(151)의 길이를 조절할 수 있음을 가정한다.
도 12를 참조하면, 제1 보행 보조 장치(100)는 사용자(300)가 보행을 시작 하기 전에 준비 상태일 수 있다(1210).
사용자(300)는 보행을 시작 하기 전에 제1 보조 장치(100)에 구현된 버튼을 누를 수 있다(1220). 제1 보조 장치(100)는 버튼 누름에 응답하여 연결체(151)의 길이를 조절할 수 있다(1230).
제1 보행 보조 장치(100)는 제1 보조 장치(100)의 하부 지지체(130)의 하단이 지면에 닿았는지를 판단할 수 있다(1240). 제1 보조 장치(100)의 하부 지지체(130)의 하단이 지면에 닿지 않은 경우, 단계 1220 및 1230이 하부 지지체(130)의 하단이 지면에 닿을 때까지 수행될 수 있다. 제1 보조 장치(100)의 하부 지지체(130)의 하단이 지면에 닿은 경우, 제1 보행 보조 장치(100)는 강성 모듈(153)의 임피던스, 즉 강성을 초기화할 수 있다(1250).
제2 보행 보조 장치(200)는 사용자(300)가 보행, 즉 스텝을 시작했는지 판단할 수 있다(1260). 스텝을 시작한 경우, 제2 보행 보조 장치(200)는 착지 시점에서 사용자(300)의 양쪽 힙 관절 각도 정보에 기초하여 보행 동작을 검출할 수 있다(1270).
이후에, 제2 보행 보조 장치(200)는 검출된 보행 동작에 따라 사용자(300)의 보행 보조를 위한 어시스트 토크 프로파일(assist torque profile)을 생성할 수 있다(1280). 또한, 제2 보행 보조 장치(200)는 검출된 보행 동작 및 실시간으로 사용자의 오른쪽 및 왼쪽 힙 관절 각도 정보에 기초하여 검출된 보행 동작의 페이즈 정보를 포함하는 보행 동작에 대한 정보를 제1 보행 보조 장치(100)로 전송할 수 있다(1290).
이에, 제1 보행 보조 장치(100)는 검출된 보행 동작의 페이즈에 따라 길이 및 강성 중에서 적어도 하나를 적응적으로 조정할 수 있다(1295).
제2 보행 보조 장치(200)는 사용자(300)가 스텝을 종료했는지 판단할 수 있다(1297). 스텝이 종료되지 않은 경우, 제1 보행 보조 장치(100) 및 제2 보행 보조 장치(200)는 단계 1270 내지 1295를 반복적으로 수행하여 검출된 보행 동작의 페이즈에 따라 사용자(300)를 적응적으로 보행 보조할 수 있다.
상술한 바와 같이, 사용자(300)는 제2 보행 보조 장치(200)를 통해 하체 보조를 제공받으면서, 다양한 보행 환경에서 제1 보행 보조 장치(100)를 통해 균형을 유지할 수 있다. 즉, 사용자(300)는 다양한 보행 환경에서 적절한 보행 보조를 제공받을 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (18)

  1. 사용자의 상체의 일부에 접촉하는 상부 지지체;
    지면에 접촉되어 상기 사용자를 지지하기 위한 하부 지지체;
    상기 상부 지지체와 상기 하부 지지체를 연결하는 연결체; 및
    상기 사용자의 보행 동작에 따라 상기 연결체의 길이를 조절함으로써, 보행 보조 장치의 길이를 조절하는 제어 장치
    를 포함하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 상부 지지체가 상기 사용자의 신체의 적당한 위치에 유지될 수 있도록, 상기 보행 동작에 따른 스텝을 구성하는 페이즈에 따라 상기 연결체의 길이를 적응적으로 조절하는,
    보행 보조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보행 동작은,
    평지 보행 동작, 상향 경사진 방향으로의 보행 동작, 하향 경사진 방향으로의 보행 동작 및 서 있는 동작 중에서 적어도 하나를 포함하는 보행 보조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 보행 동작에 따라 길이 및 강성 중에서 적어도 하나를 적응적으로 제어하는,
    보행 보조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 사용자의 지지할 수 있는 힘을 보조하기 위해 강성을 제공하는 강성 모듈; 및
    상기 보행 동작에 따라 상기 연결체의 길이 및 상기 강성 모듈의 강성을 제어하기 위한 컨트롤러
    를 포함하는 보행 보조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 강성 모듈의 가성을 제어하기 위해, 상기 보행 동작에 따라 상기 강성 모듈의 스프링 상수 및 댐퍼 상수 중에서 적어도 하나를 조정하는 보행 보조 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 하부 지지체와 상기 지면과의 거리 및 접촉 여부에 기초하여 상기 보행 보조 장치가 상기 사용자의 신체의 적당한 위치에 위치할 수 있도록 길이를 제어하는 보행 보조 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보행 동작에 대한 정보는 상기 보행 보조 장치와 통신 가능한 상이한 보행 보조 장치로부터 전송되는 보행 보조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보행 동작에 대한 정보는 상기 보행 동작 및 상기 보행 동작의 페이즈에 대한 정보를 포함하는 보행 보조 장치.
  9. 사용자의 보행 동작에 대한 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 보행 동작에 따라 상기 사용자의 상체를 보조하기 위한 보행 보조 장치의 길이 및 강성 중에서 적어도 하나를 적응적으로 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 보행 보조 장치에 포함된 상부 지지체가 상기 사용자의 신체의 적당한 위치에 유지될 수 있도록, 상기 보행 동작에 따른 스텝을 구성하는 페이즈에 따라 상기 보행 보조 장치에 포함된 연결체의 길이를 적응적으로 조절하는 단계
    를 포함하는,는 보행 보조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보행 동작은,
    평지 보행 동작, 상향 경사진 방향으로의 보행 동작, 하향 경사진 방향으로의 보행 동작 및 서 있는 동작 중에서 적어도 하나를 포함하는 보행 보조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 사용자의 지지할 수 있는 힘을 보조하기 위해, 상기 보행 동작에 따라 상기 보행 보조 장치에 포함된 강성을 제공하는 강성 모듈의 스프링 상수 및 댐퍼 상수 중에서 적어도 하나를 조정하는 단계
    를 포함하는 보행 보조 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 사용자가 보행을 시작하기 전에, 상기 보행 보조 장치와 지면과의 거리 및 접촉 여부에 기초하여 상기 보행 보조 장치가 상기 사용자의 신체의 적당한 위치에 위치할 수 있도록 길이를 제어하는 단계
    를 더 포함하는 보행 보조 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 보행 동작에 따라 상기 사용자의 하체에 대해 보행 보조 하는 단계
    를 더 포함하는 보행 보조 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    착지 시점에서 상기 사용자의 오른쪽 및 왼쪽 힙 관절 각도 정보에 기초하여 상기 보행 동작을 검출하는 단계
    를 더 포함하는 보행 보조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    가속도 정보에 기초하여 상기 사용자 발의 상기 착지 시점을 검출하는 단계
    를 더 포함하는 보행 보조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 오른쪽 및 왼쪽 힙 관절 각도 정보는 관절의 각도 또는 각속도를 포함하는 보행 보조 방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 보행 동작에 대한 정보는 상기 보행 보조 장치와 통신 가능한 상이한 보행 보조 장치로부터 획득되는 보행 보조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 보행 동작에 대한 정보는 상기 보행 동작 및 상기 보행 동작의 페이즈에 대한 정보를 포함하는 보행 보조 방법.
KR1020160113972A 2016-09-05 2016-09-05 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들 KR102578261B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160113972A KR102578261B1 (ko) 2016-09-05 2016-09-05 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들
US15/405,733 US11013302B2 (en) 2016-09-05 2017-01-13 Walking assistance method and apparatuses
US17/317,108 US20210259374A1 (en) 2016-09-05 2021-05-11 Walking assistance method and apparatuses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160113972A KR102578261B1 (ko) 2016-09-05 2016-09-05 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180026975A KR20180026975A (ko) 2018-03-14
KR102578261B1 true KR102578261B1 (ko) 2023-09-13

Family

ID=61282161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160113972A KR102578261B1 (ko) 2016-09-05 2016-09-05 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들

Country Status (2)

Country Link
US (2) US11013302B2 (ko)
KR (1) KR102578261B1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108629304B (zh) * 2018-04-26 2020-12-08 深圳市臻络科技有限公司 一种冻结步态在线检测方法
KR102542959B1 (ko) * 2018-09-06 2023-06-13 현대자동차주식회사 탈부착 가능한 크러치 및 이를 제어하는 방법
CN213785777U (zh) * 2018-12-19 2021-07-27 梁渭声 一种智能手杖
US11771612B2 (en) * 2019-09-17 2023-10-03 Jtekt Corporation Assist device
US20210121353A1 (en) * 2019-10-29 2021-04-29 William J. Flickinger Physical therapy device and method for stretching muscles in the foot
DE102022207007A1 (de) 2022-07-08 2023-10-19 Zf Friedrichshafen Ag Gehhilfesystem
KR102675076B1 (ko) 2023-07-26 2024-06-14 코스모로보틱스 주식회사 목발의 위치 데이터에 기반한 보행구동 제어 시스템
KR102643294B1 (ko) 2023-07-26 2024-03-05 코스모로보틱스 주식회사 목발동작에 따라 선택적 보행모드를 구현하는 보행보조시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130237884A1 (en) * 2010-10-06 2013-09-12 The Regents Of The University Of California Human Machine Interfaces for Lower Extremity Orthotics
US20140053887A1 (en) * 2012-06-04 2014-02-27 Lanny Ray Lee Handle Actuated Length-Adjustable Cane
US20140358290A1 (en) * 2013-05-30 2014-12-04 The Regents Of The University Of California User coupled human-machine interface

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100802533B1 (ko) 2007-04-30 2008-02-13 한양대학교 산학협력단 인체 하지의 보행모드 결정장치 및 이를 갖는 인체 하지용보조 근력 로봇 및 이를 사용한 인체 하지의 보행모드결정방법
US8096965B2 (en) 2008-10-13 2012-01-17 Argo Medical Technologies Ltd. Locomotion assisting device and method
KR101099521B1 (ko) * 2009-12-24 2011-12-27 한국산재의료원 웨어러블 로봇보행 슈트
KR101471856B1 (ko) 2013-07-09 2014-12-12 경상대학교산학협력단 능동형 보행보조장치
US10080697B2 (en) * 2014-07-15 2018-09-25 Soc Robotics Inc. Motion system with plurality of stewart platform based actuators
CN108348392A (zh) * 2015-10-16 2018-07-31 重新行走机器人技术有限公司 用于控制外骨骼的器材、***和方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130237884A1 (en) * 2010-10-06 2013-09-12 The Regents Of The University Of California Human Machine Interfaces for Lower Extremity Orthotics
US20140053887A1 (en) * 2012-06-04 2014-02-27 Lanny Ray Lee Handle Actuated Length-Adjustable Cane
US20140358290A1 (en) * 2013-05-30 2014-12-04 The Regents Of The University Of California User coupled human-machine interface

Also Published As

Publication number Publication date
US20180064218A1 (en) 2018-03-08
US20210259374A1 (en) 2021-08-26
US11013302B2 (en) 2021-05-25
KR20180026975A (ko) 2018-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102578261B1 (ko) 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들
US11096854B2 (en) Human machine interfaces for lower extremity orthotics
KR102550887B1 (ko) 개인화된 보행 정책을 갱신하는 방법 및 장치
Strausser et al. The development and testing of a human machine interface for a mobile medical exoskeleton
JP6673680B2 (ja) 補助力設定方法及び装置
KR102529617B1 (ko) 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들
KR102608432B1 (ko) 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들
KR102429612B1 (ko) 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들
KR102556924B1 (ko) 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치
JP5754707B2 (ja) 松葉杖形歩行支援機械
JP2006167223A (ja) 外力制御方法、外力制御システム及び外力制御プログラム
JP2020110611A (ja) 補助力設定方法及び装置
KR101697958B1 (ko) 보행 시스템
Martinez et al. Preliminary assessment of a lower-limb exoskeleton controller for guiding leg movement in overground walking
JP2013048701A (ja) 歩行支援装置、及び歩行支援プログラム
KR101940901B1 (ko) 하지외골격 로봇의 자세 안정화 제어방법
Li et al. Design of a crutch-exoskeleton assisted gait for reducing upper extremity loads✰
JP5405683B1 (ja) 歩行支援機とそのシステム
KR102682903B1 (ko) 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들
KR102682900B1 (ko) 보행 보조 방법 및 이를 수행하는 장치들
Karunakaran et al. Control of foot trajectory in biped robots
CN117260720A (zh) 一种基于多姿态信息融合的上楼力矩规划方法
TAUSEL Human walker interaction analysis and control strategy on slopes based on LRF and IMU sensors

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right