여덟 바 메커니즘을 기반으로 한 새로운 수동 보조 무릎 외골격 로봇을 위한 바이오퓨전 디자인 및 매개변수 최적화

초록 하체 보행 중 무릎 관절 피로 및 부상을 완화하기 위한 노력의 일환으로, 인간-기계 상호작용을 갖춘 새로운 수동 보조 외골격 로봇이 인간 무릎 관절의 움직임을 돕기 위해 연구되고 있다. 외골격 구성의 설계는 무릎 관절의 생리적 구조와 보행 기능을 고려하여, 무릎 관절의 움직임, 힘 및 보행 기능 요구 사항을 충족하도록 한다. 착용자와 외골격 간의 상호작용을 탐구하기 위해, 외골격 착용 후 인간-기계 운동학 모델이 구축되며, 이는 착용자와 외골격의 통합 운동을 분석하는 데 유용하다. 또한, 외골격 착용 후 무릎 관절의 동적 및 정적 모델이 각각 뉴턴-오일러 방법과 힘 다각형 방법을 활용하여 구축되어 외골격의 효과성을 평가한다. 게다가, 외골격의 크기 매개변수와 스프링 강성이 인체 운동학 모델과 역학 모델을 사용하여 최적화된다. 나아가, OpenSim을 사용하여 인체 시뮬레이션을 통해 외골격의 보조 효과를 평가한다. 결과는 외골격이 무릎 관절 토크를 48.42% 감소시킨다는 것을 나타낸다.