퍼지 알고리즘을 이용한 보행보조기의 최적화된 보행 의지 파악 시스템

Abstract

본 논문은 보행보조기 사용자의 사용자 의지 파악을 통해 보행보조기의 최적 구동 방법을 제시하고자 한다. 최근에 노인인구의 증가로 인해 노인 및 장애인을 위한 보행 보조기에 대한 관심이 증가되고 있다. 그러나 대부분의 경우 동력이 없는 시스템으로써 경사 등의 공간에서 취약성을 가지고 있다. 이에 동력형 보행보조기에 대한 관심이 증가되고 있으나, 대부분의 경우 보행보조기 조종이 여의치 않다. 이에 본 논문에서는 사용자의 보행 의지를 파악할 수 있는 시스템을 도입하고 이를 기초로 보행자의 안정적인 구동을 수행할 수 있도록 퍼지 기반의 알고리즘을 적용한다. 먼저 사용자의 의지력은 FSR 센서를 이용하여 파악하고, 이를 기초로 사용자가 이동하고자 하는 이동 방향과 이동속도에 대해 퍼지 알고리즘을 적용하였다. 퍼지알고리즘으로부터 나온 데이터를 기초로 보행보조기의 차량 속도와 방향에 대해 구동 바퀴의 차동 구동을 통해 사용자의 의지에 맞춰 구동할 수 있도록 하였다. 이를 통해 사용자의 이동하려는 의지에 대해 안정적으로 차량을 이동시킬 수 있도록 최적의 보행 시스템을 구축하였다. 이 모든 과정을 실험을 통해 검증하였다. This paper describes optimal operation method using recognition of walker's will for a robotic walker. Recently, walking aid system has been required according to the increase of elder and handicapped person. However, most of walking aid system don't have actuator for its movement. Unfortunately, standard frames have weakness for the movement to upward/download direction of slope. So, active type walking aids are interested, but it is not easy to control. In this paper, we adapt user's will system that can recognize walking direction and speed. First, FSR(Force Sensing Register) is applied to measure user's will to walk. And then, fuzzy algorithm is used for determining optimal wheel velocity and direction of the walking aid. From the result, walking aid can move smoothly and safely following the user's will. The walking aid can help user to walk more optimally. Here, all the processes are verified experimentally in the real world.