상지 재활 로봇 응용을 위한 리니어 액추에이터 기반의 저항모드 시스템 설계

Abstract

뇌졸중은 뇌혈관의 혈액순환 장애로 인하여 운동 조절(moto control)과 이에 따른 근력 감소 증상을 유발한다. 뇌졸중으로 인한 편마비 환자의 재활 치료는 대부분 치료사로부터 이루어지며, 주로 일상생활에 필요한 기초 근력 강화 훈련으로 구성된다. 이는 오랜 시간동안 같은 동작을 반복하기 때문에, 치료사의 피로도 증가와 환자의 동기부여가 감소될 수 있다. 따라서 본 논문은 로봇을 이용한 재활 운동을 통해 편마비 환자의 근력 강화가 가능하도록 저항모드(resist-mode) 기능을 탑재할 수 있는 시스템에 대해 제안한다. 이는 환자의 힘을 측정한 후, 저항 임계치(resistance-threshold)를 넘기는 힘을 인가하면 전단과 후단 방향으로 병진운동이 가능한 회로 기반의 제어 시스템을 구현한다. 시스템은 리니어 액추에이터와 로드셀을 기반으로 설계되었으며 이를 통해 환자의 근력 운동에 기여한다. 추후, 설계된 시스템에 가상증강현실 게임 환경을 도입하게 된다면 환자가 재활 운동을 하는데 동기부여를 증진시켜 응용가치가 클 것으로 기대된다.