KR100772908B1 - 근육 운동 보조 장치 - Google Patents

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김규용
김상연
소병석
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 근육 운동 보조 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 근육 운동 보조 장치는, 근육의 움직임을 보조하기 위해 상기 근육을 둘러싸는 형태의 근육 운동 보조 장치로서, 상기 근육 운동 보조 장치에 둘러싸여 접촉되고 있는 근육의 움직임을 감지하는 근육 운동 감지 센서; 상기 감지된 근육의 움직임을 분석하여 상기 움직임에 대한 정보를 산출하는 움직임 정보 컨트롤러; 및 상기 산출된 정보에 따라 상기 근육의 움직임을 조절하는 근육 운동 액츄에이터를 포함한다.
전기 활성 폴리머(EAP), 근육 운동 액츄에이터

Description

근육 운동 보조 장치{Apparatus for supporting muscular movement}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 근육 운동 보조 장치를 착용한 모습을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 근육 운동 보조 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 활성 폴리머의 종류와 특성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 근육 운동 액츄에이터의 원리를 나타내는 도면이다.
도 5는 근육 운동 액츄에이터의 작용을 구현하는 제 1 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 근육 운동 액츄에이터의 작용을 구현하는 제 2 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7a, 7b는 근육 운동 액츄에이터의 작용을 구현하는 제 3 실시예를 나타내는 도면이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호 설명)
100: 근육 운동 보조 장치 110: 근육 운동 감지 센서
120: 움직임 정보 컨트롤러 125: 저장부
130: 근육 운동 액츄에이터 130a: 전기 활성 폴리머
130b: 전극 쌍 130c: 전기 회로
본 발명은 근육 운동 보조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전기 활성 폴리머를 이용하여 근육의 움직임을 보조할 수 있는 근육 운동 보조 장치에 관한 것이다.
본 발명은 넓게는 햅틱 기술과 관련이 있는 바, 햅틱 기술에는 크게 '힘 피드백(force feedback)'과 '촉각 피드백(tactile feedback)'의 두 영역으로 나뉘는데, 이 가운데 '힘 피드백'은 기계적 인터페이스를 이용하여 사용자에게 힘과 운동감을 느끼도록 하는 기술로, 이미 일상 생활에서 쉽게 경험해 볼 수 있다. 게임 기계에서 총을 쏘면 실제로 조이스틱(joystick)에 반발력이 전달되고, 자동차 충돌이 있는 경우 스티어링 휠(steering wheel)에 가상의 충격이 전달되는 것 등이 그 예이다. '촉각 피드백'이 가장 많이 활용되는 곳은 의학 분야인데, 컴퓨터 화면에 3 차원 해부학적 구조를 보면서 가상의 환자를 대상으로 환부를 직접 시술할 수 있는 3 차원 영상이 실시간으로 컴퓨터 화면에 나타난다. 여기에 압축 공기나 전기 등으로 움직이는 작은 핀과 같은 장치를 통하여 사람의 기계수용기(mechanoreceptor)를 자극함으로 인하여, 실제로 피부 조직 등을 만지는 듯한 촉 감이 전달된다.
상기 햅틱 기술을 채용하였는지 여부와 무관하게 사용자의 근육 운동을 보조하기 위한 장치에 관한 선행 기술로는 미국특허 4,558,704호와 일본 공개특허 평 10-280209 호 등이 개시되고 있다.
미국특허 4,558,704호는 손 마비 환자를 위한 근육 자극 시스템으로서, 환자가 어깨를 움직이면 이 움직임을 센서가 감지하게 되고 센서에 의해 발생된 신호가 컨트롤러로 전달되고 컨트롤러의 제어를 통해 마비된 손이 물건을 쥘 수 있도록 근육을 자극하는 핸드 컨트롤러 시스템을 개시하고 있으며, 일본 공개 특허 평 10-280209호는 대퇴부 후면의 근육 보강을 위한 강체 결력부를 구비하여 구성된 것으로서, 근육의 수축을 돕고 근육을 서포트하여 부상을 방지하기 위한 하지부 보호 의료 장치를 개시하고 있다.
그러나, 상기와 같은 배경 기술들은 사용자의 근육 운동을 보조하기 위하여 신체에 장착하게 되는 일종의 의료용 보조 기구로서, 사용자가 착용하고 있는 의복과는 별개로 착용하여야 하며 이로 인해 무게감이 느껴진다는 불편함이 존재하였다.
본 발명은 상기한 필요성을 고려하여 고안된 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 섬유 자체를 이용하여 만든 인간 근육의 배열과 유사한 의복 형태로서, 장년층이나 노년층과 같이 근력이 부족한 사용자들의 근육 움직임을 보조할 수 있는 근육 운동 보조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 근육 운동 보조 장치는, 근육의 움직임을 보조하기 위해 상기 근육을 둘러싸는 형태의 근육 운동 보조 장치로서, 상기 근육 운동 보조 장치에 둘러싸여 접촉되고 있는 근육의 움직임을 감지하는 근육 운동 감지 센서; 상기 감지된 근육의 움직임을 분석하여 상기 움직임에 대한 정보를 산출하는 움직임 정보 컨트롤러; 및 상기 산출된 정보에 따라 상기 근육의 움직임을 조절하는 근육 운동 액츄에이터를 포함한다.
바람직하게는, 상기 근육 운동 보조 장치는 상기 움직임에 대한 정보를 소정 기준에 따라 데이터베이스 형태로 저장하는 저장부를 더 포함하며, 상기 움직임 정보 컨트롤러는 상기 저장된 정보를 이용하여 상기 근육 운동 액츄에이터를 제어한다.
바람직하게는, 상기 근육 운동 액츄에이터는 인간의 근육 조직을 모방한 섬유 조직 형태로 배열되는 전기 활성 폴리머; 상기 전기 활성 폴리머의 양면과 접촉하는 전극 쌍; 및 상기 전극 쌍에 소정의 전압을 인가하는 전기 회로를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발 명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 근육 운동 보조 장치(100)를 착용한 모습을 예시한 도면이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 근육 운동 보조 장치(100)는 일종의 인공 근육(artificial muscle)을 섬유 형태로 제작하여 사용자에게 착용하게 하는 것으로서, 실제로는 의류 형태로서 구현될 수 있다.
예를 들어, 근력이 부족한 것을 보충하거나 더 강한 근력을 발휘하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 근육 운동 보조 장치(100)를 착용할 수 있는데, 상기 장치를 착용한 사용자가 상기 도 1과 같이 왼팔을 움직이게 되면, 근육 운동 보조 장치(100)에 구비된 근육 운동 감지 센서(110)가 상기 사용자의 근육의 움직임을 센싱하게 되고, 센싱된 결과를 분석하여 전기 활성 폴리머(130a)로 구현된 액츄에이터(Actuator)를 구동함으로써 상기 사용자의 근육의 움직임을 더 강화시켜 주게 된다. 이는 마치 사용자 자신의 근육이 움직이는 것과 마찬가지로 느낄 수 있는 것이다. 상기 근육 운동 보조 장치(100)의 상세한 작용에 대해서는 도 2 이하의 부분에서 상술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 근육 운동 보조 장치(100)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 상기 도 2를 참조하면, 근육 운동 보조 장치(100)는 근육 운동 감지 센서(110), 움직임 정보 컨트롤러(120), 저장부(125), 및 근육 운동 액츄에이터(130)를 포함하고 있다.
근육 운동 감지 센서(110)는 근육 운동 보조 장치(100)에 둘러싸여 접촉되고 있는 근육이 움직이게 되면 그 움직임을 감지하게 된다. 이러한 센싱을 위한 센서로는 광섬유를 이용한 센서나 바이오일렉트릭(Bioelectric) 센서를 이용할 수 있으며, 상기 센싱 방법에 대해서는 공지의 기술을 채용할 수 있으므로 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
움직임 정보 컨트롤러(120)는 상기 센서(110)에 의해 감지된 근육의 움직임을 분석하여 상기 움직임에 대한 정보를 산출하게 된다. 여기서, 상기 움직임에 대한 정보는 상기 근육의 작용에 의한 힘의 세기, 그리고 상기 근육이 어느 방향으로 작용하는지에 대한 정보를 포함하게 된다.
한편, 저장부(125)는 상기 움직임에 대한 정보를 소정 기준에 따라 데이터베이스 형태로 저장하게 되며, 상기 움직임 정보 컨트롤러(120)는 저장부(125)에 저장된 움직임에 대한 정보를 이용하여 후술할 근육 운동 액츄에이터(130)를 제어한다.
움직임 정보 컨트롤러(120)는 저장부(125)에 저장되어 있는 적절한 파형을 갖는 입력 전압을 근육 운동 액츄에이터(130)에 제공한다. 상기 입력 전압은 직류 전압과, 정현파, 삼각파, 구형파 등의 교류 전압 등 다양한 파형의 전압을 포함한다.
상기 입력 전압을 제공받은 근육 운동 액츄에이터(130)는 상기 움직임 정보 컨트롤러(120)에 의해 산출된 정보 또는 저장부(125)에 의해 저장되어 있는 정보에 따라 상기 근육의 움직임을 조절하게 되는데, 상기 근육의 움직임을 강화하는 방향으로 힘을 제공하는 것은 물론이고 근육의 움직임을 약화시켜 움직임을 제어하는 것도 가능하다.
저장부(125)에는 상기 사용자의 근육 움직임의 세기나 방향에 대한 정보와 같은 움직임에 대한 정보가 상기 사용자의 성별에 따라, 연령에 따라, 착용하는 근육이 어느 부위인가에 따라, 또는 하루 중 어느 시기에 사용하는가와 같은 일정 기준에 따라 데이터베이스 형태로 매핑(mapping)되어 저장되어 있다. 이렇게 저장되어 있는 정보를 상기 기준 별로 계속 업데이트하게 되면, 상기 사용자가 평소와 다르게 필요 이상으로 근육을 움직이게 된다면, 근육 운동 액츄에이터(130)가 상기 매핑된 정보를 근거로 상기 근육의 움직임의 강도를 줄여주게 되는 것이다.
구체적인 예를 들면, 어떤 무거운 물건을 들기 위해서는 100이라는 근육 움직임을 요한다고 할 때, 상기 사용자는 평소 80이라는 근육 움직임을 최대한 낼 수 있다고 한다면, 상기 근육 운동 보조 장치(100)가 나머지 20의 힘을 보충함으로써 물건을 들 수 있을 것이다. 그러나, 다른 사용자가 90이라는 근육 움직임으로 상기 물건을 들려고 할 때에는 상기 근육 운동 보조 장치(100)는 저장부(125)에 저장되어 있는 정보를 근거로 10이라는 힘만을 보충하게 되는 것이다.
한편, 근육 운동 액츄에이터(130)의 구성을 상세히 살펴보면, 인간의 근육 조직을 모방한 섬유 조직 형태로 배열되는 전기 활성 폴리머(Electro-active Polymer; EAP)와 상기 전기 활성 폴리머의 양면과 접촉하는 전극 쌍, 및 상기 전극 쌍에 소정의 전압을 인가하는 전기 회로를 포함하게 된다. 근육 운동 액츄에이터(130)는 움직임 정보 컨트롤러(120)로부터 비롯되어 액츄에이터 인터페이스(미도시)를 통하여 변환된 신호에 응답함으로써 사용자의 근육에 부가적인 힘 또는 변위를 발생시킨다.
액츄에이터 인터페이스(미도시)는 근육 운동 액츄에이터(130)와 움직임 정보 컨트롤러(120)의 사이에 임의로 접속되고, 움직임 정보 컨트롤러(120)로부터 생성된 신호를 근육 운동 액츄에이터(130)를 구동하기에 적절한 신호로 변환하는 역할을 한다. 당업자에게 기지된 바와 같이, 액츄에이터 인터페이스(미도시)는, 전력 증폭기, 스위치, 디지털-아날로그 변환기(DAC), 아날로그-디지털 변환기(ADC), 및 기타 다른 요소(component)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 전기 활성 폴리머의 종류와 물리적 특성에 대해서 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
전기 활성 폴리머는 넓은 범위의 물리적, 전기적 특성을 잘 나타내도록 제조되고 처리되는 폴리머(polymer)의 일종이다. 전기 활성 폴리머는 전압을 가하여 활성화되면, 일반적으로 왜곡이라고 불리는 상당한 이동 또는 변형을 이룰 수 있다. 이러한 변형은, 재료의 길이, 폭, 두께, 반지름 방향 등에 따라 다르게 할 수 있으며, 10%에서 최대 50%까지의 변형도 가능한 것으로 알려져 있다. 이 탄력적인 왜곡의 크기는 3% 이내의 변형률을 갖는 피에조(piezo)와 비교하여 볼 때 매우 특이한 것이며, 적절한 전기 시스템에 따라서 완전한 제어가 가능하다는 점에서 매우 큰 장점이 있다.
상기 전기 활성 폴리머는 작고, 제어가 용이하고, 저전력이며, 고속 응답 속도를 지니고, 또한 그 잠재적인 비용 또한 그리 높지 않다. 현재 전기 활성 폴리머는 인공 근육 분야에서 채택되어 그 연구가 활발히 진행되고 있다.
상기 전기 활성 폴리머는, 외부로부터 물리적 변형이 가해지면, 이에 대응되는 전기 신호를 출력하기 때문에, 센서로도 사용될 수 있다. 대부분의 전기 활성 폴리머에 이용되는 재료는 전기적으로 측정한 전위차를 발생하므로, 힘, 위치, 속도, 가속도, 압력 등의 센서로서 사용하는 것이 가능하다. 대부분의 전기 활성 폴리머는 이와 같이 양방향 성질을 나타내기 때문에, 센서 또는 액츄에이터 모두로서 사용이 가능하다.
현재 알려진 전기 활성 폴리머의 종류로는, 겔(gel), IPMC(Ionic Polymer Metal Composite), 전왜 폴리머(electro-strictive polymer) 등이 있다. 전기 활성 폴리머 재료의 대다수에 있어서 작동 기구는 폴리머 네트워크 내외의 이온들의 움직임에 근거한다.
일반적으로 상기 전기 활성 폴리머의 종류로는 유전체를 이용한 Dry 방식의 폴리머(상기 도 3의 상단 그림)와 이온을 이용한 Wet 방식의 폴리머(상기 도 3의 하단 그림)가 있다.
상기 도 3의 상단과 하단의 그림은 각각 Dry 방식과 Wet 방식의 폴리머로서, 일반적으로 유전성 또는 이온성 폴리머(130a)를 중간에 끼고 있는 2 개의 도전성/가요성(conductive/compliant) 전극(130b)을 구비한 샌드위치 구조를 하고 있다. 전기 회로(130c)에 의해 생성되는 높은 전계 하(예를 들어, 몇 백 내지 몇 천 V)에서는, 전극(130b)의 흡인력이 상기 전극(130b)의 사이에 개재되어 있는 유전성 또는 이온성 폴리머(130b)를 압박하고 이것이 큰 변형을 일으켜 길게 늘어나거나 한쪽 방향으로 휘어 지게 되는데, 경우에 따라서는 이 변형은 50% 내외가 될 수도 있다.
상기 도 3의 상단 그림을 살펴보면, 소정의 두께를 갖는 전기 활성 폴리머(130a)의 양면에는 이와 접촉하는 두 전극(130b)이 구비되어 있다. 상기 전극 쌍(130b)은 얇은 막 형태의 도전성 폴리머(conductive polymer)로 이루어져 있으며, 전기 활성 폴리머(130a)의 변형과 함께 변형이 이루어져야 하기 때문에 도전성과 아울러 가요성을 지닌다. 상기 전극 쌍(130b)에 전기 회로(130c)에 의한 전원이 제공되지 않았을 때 초기 상태에 있던 전기 활성 폴리머(130a)는, 상기 도 3의 상단 그림의 오른쪽과 같이 전원이 상/하 전극(130b)에 제공되면 두께가 얇아지면서 넓게 퍼지는 변형이 일어난다. 이 때, 가요성을 지니는 상/하 전극(130b)도 전기 활성 폴리머(130a)의 변형에 따라서 변형된다.
상기 도 3의 하단 그림을 살펴보면, 마찬가지로 소정의 두께를 갖는 전기 활성 폴리머(130a)의 양면에 이와 접촉하는 두 전극(130b)이 구비되어 있다. 상기 전극 쌍(130b)은 얇은 막 형태의 도전성 폴리머(conductive polymer)로 이루어져 있으며, 전기 활성 폴리머(130a)의 변형과 함께 변형이 이루어져야 하기 때문에 역시 도전성과 아울러 가요성을 지닌다. 상기 전극 쌍(130b)에 전기 회로(130c)에 의한 전원이 제공되지 않았을 때 초기 상태에 있던 전기 활성 폴리머(130a)는, 상 기 도 3의 하단 그림의 오른쪽과 같이 전원이 상/하 전극(130b)에 제공되면 전기 활성 폴리머(130a)에 포함된 이온이 마이너스 극으로 몰리면서 활처럼 휘어지게 되는 변형이 일어난다. 이 때, 가요성을 지니는 상/하 전극(130b)도 전기 활성 폴리머(130a)의 변형에 따라서 함께 휘어지게 된다.
상기 도 3의 하단에 도시된 Wet 방식의 폴리머를 이용한 액츄에이터의 구현 원리를 도 4를 참조하여 설명하기로 한다. 일정한 곡률을 가지는 전기 활성 폴리머(130a)가 물결 모양처럼 형성되어 있으며, 상기 전기 활성 폴리머(130a)의 만곡부에 양의 전극(130b(+)) 또는 음의 전극(130b(-))이 삽입되어 있으며, 상기 전기 활성 폴리머(130a)의 가운데에 음의 전극(130b(-)) 또는 양의 전극(130b(+))이 삽입되어 있음을 알 수 있다. 상기 양의 전극(130b(+)) 또는 음의 전극(130b(-))에 전기 회로(130c)에 의한 전원이 가해지면 전류의 방향에 따라 전기 활성 폴리머(130a)의 곡률(curvature)이 변하게 되고 이에 따라 전기 활성 폴리머(130a)가 수축(contraction)되거나 이완되어 신장(elongation)될 수 있다.
전기 활성 폴리머(130a)를 이용한 근육 운동 액츄에이터의 작용예 3 가지를 도 5 내지 도 7b를 이용하여 후술하기로 한다.
도 5는 근육 운동 액츄에이터의 작용을 구현하는 제 1 실시예를 나타내는 도면이다. 상기 전기 활성 폴리머(130a)는 일정 곡률을 가진 단층 구조의 웨이브 형태로 확장되어 있으며, 상기 전극쌍(130b)은 상기 폴리머(130a)의 윗면의 만곡부에 양극(130b(+)) 또는 음극(130b(-))을 연결하고 상기 아래면의 만곡부에 음극(130b(-)) 또는 양극(130b(+))을 연결함으로써 전극을 생성하고 있는 바, 전원에 연결된 전기회로(130c)를 통해 전류가 가해지면, 한쪽 방향으로 더욱 구부러지는 동작을 하여 원래의 길이보다 더욱 수축되는 형태의 변형을 얻는다.
도 6은 근육 운동 액츄에이터의 작용을 구현하는 제 2 실시예를 나타내는 도면이다. 상기 전기 활성 폴리머(130a)는 일정 곡률을 가진 복층 구조의 웨이브 형태로 확장되어 있으며, 상기 전극쌍(130b)은 상기 폴리머(130a)의 윗면과 아랫면의 만곡부에 양극(130b(+)) 또는 음극(130b(-))을 연결하고 상기 윗면과 상기 아랫면이 접합하는 접합면에 음극(130b(-)) 또는 양극(130b(+))을 연결함으로써 전극을 생성하고 있는 바, 전원에 연결된 전기 회로(130c)를 통해 전류가 가해지면, 마찬가지로 한쪽 방향으로 더욱 구부러지는 동작을 하여 원래의 길이보다 더욱 수축되는 형태의 변형을 얻는다.
도 7a, 7b는 근육 운동 액츄에이터의 작용을 구현하는 제 3 실시예를 나타내는 도면이다. 상기 전기 활성 폴리머(130a)는 원통 구조로서 원통의 길이 방향으로 신장되어 있으며, 상기 전극쌍(130b)은 상기 원통 구조의 외부 둘레면에 양극(130b(+)) 또는 음극(130b(-))을 연결하고 상기 원통 구조의 중심축을 포함하는 내부 둘레면에 음극(130b(-)) 또는 양극(130b(+))을 연결함으로써 전극을 생성하고 있다.
도 7a의 경우에서는 원통의 가운데 부분에 부피 변화가 생겨 원통의 중심축을 포함하는 부분이 늘어나고 따라서 원통의 외부는 직경이 감소함으로써 결과적으로 신장(elongation)되는 변형을 한다. 또한 반대로 전극을 연결한 경우인 도 7b의 경우에서는, 원통 둘레면의 부피가 늘어나게 되므로, 원통의 직경이 늘어나고, 따라서 길이 방향의 축소가 발생하여 결과적으로 원통 구조의 전기 활성 폴리머(130a)가 길이 방향으로 수축(contraction)되는 변형을 하게 된다.
상기와 같은 근육 운동 보조 장치(100)는 상기 장치를 착용한 근육에 직접 착용되는 의복이나 언더웨어의 형태로 구현될 수 있으며, 이로써 착용감이 실제 의복이나 언더웨어와 동일하여 활동하기에도 편리할 수 있으며, 사용자의 근육 운동을 보조함과 동시에 또다른 보조 근육의 역할을 하게 되는 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 근육 운동 보조 장치에 따르면, 섬유 자체를 이용하여 만든 인간 근육의 배열과 유사한 의복 형태로서, 장년층이나 노년층과 같이 근력이 부족한 사용자들의 근육 움직임을 보조할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 근력이 부족한 사용자들에게 무리한 근육의 움직임이 발생하지 않도록 움직임을 제한할 수도 있으며, 사용자가 원하는 자세를 유지시키도록 교정할 수도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있 을 것이다.

Claims (11)

  1. 근육의 움직임을 보조하기 위해 상기 근육을 둘러싸는 형태의 근육 운동 보조 장치에 있어서,
    상기 근육 운동 보조 장치에 둘러싸여 접촉되고 있는 근육의 움직임을 감지하는 근육 운동 감지 센서;
    상기 감지된 근육의 움직임을 분석하여 상기 움직임에 대한 정보를 산출하는 움직임 정보 컨트롤러; 및
    상기 산출된 정보에 따라 상기 근육의 움직임을 조절하는 전기 활성 폴리머를 포함하여 구성된 근육 운동 액츄에이터를 포함하는, 근육 운동 보조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 움직임에 대한 정보는,
    상기 움직임의 세기 및 방향에 대한 정보를 포함하는, 근육 운동 보조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 움직임에 대한 정보를 소정 기준에 따라 데이터베이스 형태로 저장하는 저장부를 더 포함하며, 상기 움직임 정보 컨트롤러는 상기 저장된 정보를 이용하여 상기 근육 운동 액츄에이터를 제어하는, 근육 운동 보조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 소정 기준은,
    상기 장치의 사용자의 성별과 연령별, 상기 근육의 부위별, 및 시간별에 따른 기준 중 적어도 어느 하나인, 근육 운동 보조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 근육 운동 액츄에이터는,
    인간의 근육 조직을 모방한 섬유 조직 형태로 배열되는 전기 활성 폴리머;
    상기 전기 활성 폴리머의 양면과 접촉하는 전극 쌍; 및
    상기 전극 쌍에 소정의 전압을 인가하는 전기 회로를 포함하는, 근육 운동 보조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전기 활성 폴리머는,
    wet 타입의 폴리머로서 상기 산출된 정보에 따라 변화하는 상기 전압의 세기에 따라 자신의 내부에 존재하는 이온의 이동을 발생시키는, 근육 운동 보조 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전기 활성 폴리머는,
    상기 이온의 이동에 의해 곡률이 증가 또는 감소함으로써 상기 근육을 수축 또는 이완시키는, 근육 운동 보조 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전기 활성 폴리머는,
    일정 곡률을 가진 단층 구조의 웨이브 형태로 확장되어 있으며, 상기 전극쌍은 상기 폴리머의 윗면의 만곡부에 양극 또는 음극을 연결하고 상기 아래면의 만곡부에 음극 또는 양극을 연결함으로써 전극을 생성하는, 근육 운동 보조 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 전기 활성 폴리머는,
    일정 곡률을 가진 복층 구조의 웨이브 형태로 확장되어 있으며, 상기 전극쌍은 상기 폴리머의 윗면과 아랫면의 만곡부에 양극 또는 음극을 연결하고 상기 윗면과 상기 아랫면이 접합하는 접합면에 음극 또는 양극을 연결함으로써 전극을 생성하는, 근육 운동 보조 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 전기 활성 폴리머는,
    원통 구조로서 원통의 길이 방향으로 신장되어 있으며, 상기 전극쌍은 상기 원통 구조의 외부 둘레면에 양극 또는 음극을 연결하고 상기 원통 구조의 중심축을 포함하는 내부 둘레면에 음극 또는 양극을 연결함으로써 전극을 생성하는, 근육 운 동 보조 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 근육 운동 보조 장치는 상기 근육에 직접 착용되는 의복 형태로 구현되는, 근육 운동 보조 장치.
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