KR101826454B1 - 비의도적 근운동을 안정화시키는 시스템 및 방법 - Google Patents

비의도적 근운동을 안정화시키는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

물체의 위치를 안정화시키는 시스템 및 방법이 개시된다. 시스템은 서브 시스템을 포함하는 하우징을 포함한다. 시스템은 또한 하우징에 결합된 부착 암을 포함한다. 적어도 하나의 제1 센서는 부착 암을 따라 위치되며, 부착 암은 그에 물체를 수용하도록 구성된다. 서브 시스템은, 물체의 동작에 악영향을 미치는 사용자에 의한 비의도적 근운동에 응답하여, 물체의 위치를 안정화시킨다. 상기 방법은 하우징 내에 서브 시스템을 제공하는 단계 및 하우징에 부착 암을 결합시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 부착 암을 따라 적어도 하나의 제1 센서를 위치시키는 단계를 포함하며, 부착 암은 그에 물체를 수용하도록 구성된다. 서브 시스템은, 물체의 동작에 악영향을 미치는 사용자에 의한 비의도적 근운동에 응답하여, 물체의 위치를 안정화시킨다.

Description

비의도적 근운동을 안정화시키는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR STABILIZING UNINTENTIONAL MUSCLE MOVEMENTS}
본 발명은 미국 국립 보건원(National Institutes of Health)에 의해 수여된 승인 제NS070438호하에 미국 정부 지원으로 만들어졌다. 미국 정부는 본 발명의 특정 권리를 갖는다.
본 발명은 전반적으로 몸체의 비의도적 근운동(muscle movement)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 이러한 비의도적 근운동의 효과를 안정화시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
인체의 비의도적 근운동 또는 인간 수전증은 파킨슨 병(PD) 및 수전증(ET)을 포함하지만 이에 한정되지 않는 신경성 운동 장애로 고통 받는 개인들에게 발생할 수 있다. ET는 미국 내에서 1천만 그리고 세계적으로 2억 7천만의 개인들에게 영향을 미치는 가장 일반적인 신경성 운동 장애이다. 이 질병과 연관된 근운동의 쇠퇴로 인하여, ET에 걸린 개인들은 먹고 마시는 것과 같은 수많은 일상적인 기능들을 행하는 데에 어려움을 가지고 있다. 그 결과, 이러한 개인들은 주로 사회적 고립, 우울증/불안 및 전체적으로 저감된 건강과 관련된 삶의 질(Health Related Quality of Life(HRQoL))로 고통 받고 있다.
인체의 비의도적 근운동은 건강한 개인들에게도 발생할 수 있다. 이러한 비의도적 근운동은 주로 피로, 스트레스, 신경 과민 등을 일으키는 환경적인 요인 및 상황에 의해 악화되며, 예를 들면, 군인은 전쟁터에서 수술을 행하는 과정에서 스트레스 및 신경 과민으로 인해 비의도적 근운동을 경험할 수 있고, 이는 성능을 감소시킬 수 있다.
신경성 운동 장애로 고통 받는 개인을 위하여, 다양한 치료 옵션이 존재한다. 유효성이 달라지는 약물 요법은 심각한 부작용으로 이어질 수 있고, 질병 진행을 느리게 하거나 멈추기 어렵다. 시상 절제술(Thalamotomy) 및 시상 뇌심부 자극술(Deep Brain Stimulation(DBS))와 같은 외과 수술은 고가일 수 있고, 위험할 수 있으며, 이용 가능성 면에서 제한된다. 물리 기반 수전증 억제 장치와 같은 비침습성 해결 수단은 물리적으로 사람의 수전증을 멈추도록 하지만, 복잡하고 고가인 구조를 필요로 하고, 사용자에게 불편을 초래하며, 의도적인 운동 및 비의도적인 운동을 구별할 수 없다.
이러한 문제는 신경성 운동 장애 사례를 선택하는 데에 이러한 치료들의 채용을 제한한다. 또한, 이러한 치료는 인간 수전증으로 고통 받는 건강한 개인들에게는 자주 이용 가능하지 않다. 그러므로, 인간 수전증으로 고통 받는 다수의 개인들을 위하여, 상기한 문제를 극복할 수 있는 비침습성 해결 수단에 대한 강한 요구가 있다. 본 발명은 이러한 요구를 해결한다.
따라서 본 발명의 목적은 물체의 위치를 안정화 시키는 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
물체의 위치를 안정화시키는 시스템 및 방법이 개시된다. 제1 양태에서, 시스템은 하우징을 포함한다. 하우징은 서브 시스템을 포함한다. 시스템은 또한 하우징에 결합된 부착 암을 포함한다. 적어도 하나의 제1 센서는 부착 암을 따라 위치되며, 부착 암은 그에 물체를 수용하도록 구성된다. 서브 시스템은, 물체의 동작에 악영향을 미치는 사용자에 의한 비의도적 근운동에 응답하여, 물체의 위치를 안정화시킨다.
제2 양태에서, 방법은 하우징 내에 서브 시스템을 제공하는 단계 및 하우징에 부착 암을 결합시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 부착 암을 따라 적어도 하나의 제1 센서를 위치시키는 단계를 포함하며, 부착 암은 그에 물체를 수용하도록 구성된다. 서브 시스템은, 물체의 동작에 악영향을 미치는 사용자에 의한 비의도적 근운동에 응답하여, 물체의 위치를 안정화시킨다.
첨부된 도면들은 본 발명의 일부 실시예들을 나타내며, 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 한다. 통상의 기술자는 도면들에 도시된 특정 실시예들이 단지 예시적이며 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니라는 점을 쉽게 인식할 것이다.
도 1은 비의도적 근운동을 검출하고 보상하는 종래의 휴대용 시스템을 나타낸다.
도 2는 비의도적 근운동을 검출하고 보상하는 실시예에 따른 시스템을 나타낸다.
도 3은 실시예에 따른 동작 생성 기구를 나타낸다.
도 4는 실시예에 따른 분석 모델을 나타낸다.
도 5는 실시예에 따른 제어 시스템의 시스템 다이어그램을 나타낸다.
본 발명은 전반적으로 몸체 내의 비의도적 근운동(muscle movement)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 이러한 비의도적 근운동의 효과를 안정화시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 후술하는 설명은 통상의 기술자가 본 발명을 이루고 이용하는 것을 가능하게 하도록 제시되며, 특허 출원 및 그 요건의 맥락에서 제공된다. 바람직한 실시예에 대한 다양한 수정 및 본원에서 설명되는 일반적인 원리 및 특징이 통상의 기술자에게 쉽게 명백해질 것이다. 그러므로, 본 발명은 도시된 실시예들에 한정되는 것으로 의도되지 않으며, 본원에서 설명된 원리 및 특징과 일치하는 가장 넓은 범위에 부합된다.
도 1은 비의도적 근운동을 검출하고 보상하는 종래의 휴대용 시스템(100)을 나타낸다. 휴대용 시스템(100)은, 베이스(102)와, 베이스(102)에 결합된 파지 요소(106)와, 파지 요소(106)에 결합된 물체(116)(본 실시예에서, 스푼)를 포함한다. 베이스(102)는, 형상 기억 합금(SMA) 와이어들(104)을 이용하는 안정화 조립체와, 안정화 조립체(104)에 결합된 전원(108)과, 전원(108)에 결합된 단일 센서(110)와, 단일 센서(110)에 결합된 제어기(112)와, 안정화 조립체(104)에 결합된 샤프트(114)를 수용한다. SMA 와이어들은, 변형된 이후, 충분한 열이 가해진 이후에 원래의 냉간 단조된 형상으로 되돌아가기 위해 상 변화를 겪는 합금 와이어들이다. 안정화 조립체(104)에서 활용되는 SMA 와이어들은 이러한 상 변화를 촉발시키기 위해 전원(108)에 의해 가열된다.
휴대용 시스템(100)에서, 단일 센서(110)는 사용자의 동작을 검출하도록 베이스(102) 내에 위치되며, 그런 다음 센서(110)는 SMA 와이어들(104)을 이용하는 안정화 조립체에 지령하여 상쇄 동작을 생성하도록 한다. 불행하게도, SMA 와이어들의 즉각적인 이용을 방지하는 데에 일부 문제가 존재한다. 예를 들면, SMA 와이어들은 장 기간 동안의 신뢰성 있는 사용이 입증되지 않았으며, 또한 수전증을 정지시키는 큰 진폭(1~4cm)을 상쇄하기 위한 충분한 동작을 제공하는 데에 상당한 복잡성 및 비용을 필요로 한다.
또한, 단일 센서(110)가 베이스(102) 내에 위치되기 때문에, 이 장치의 사용이 제어기(112)로 미리 프로그램되어야 하는 미리 설정된 길이 및 중량을 갖는 물체(116)로 제한된다. 미리 설정된 길이 또는 중량으로부터의 편차는 제어 불안정을 초래하고 동작 상쇄의 효험을 감소시킬 것이다.
본 발명에 따른 시스템 및 방법은 이러한 단점들을 해결한다. 상기 시스템 및 방법은 부착 암 및 SMA 와이어들을 활용하지 않는 동작 생성 기구를 따라 위치된 관성 센서를 포함한다. 이에 따라, 변화하는 안정화된 물체의 동작이 직접적으로 측정될 수 있고, 제어기로 미리 설정된 길이 및 중량을 미리 프로그램 할 필요가 없다. 추가적으로, 고 성능 휴대용 형상 인자 해결 수단이 달성되고, 능동 상쇄 시스템의 크기 및 비용이 더 감소된다. 본 발명의 특징을 보다 상세하게 설명하기 위해, 이제 첨부된 도면과 함께 후술하는 설명이 참조된다.
시스템 개요:
도 2는 비의도적 근운동을 검출하고 보상하는 실시예에 따른 시스템(200)을 나타낸다. 시스템(200)은 하우징(202)을 포함한다. 하우징(202)은 서브 시스템(204)을 포함한다. 시스템(200)은 또한 하우징(202)에 결합된 부착 암(206)을 포함한다. 적어도 하나의 관성 센서(208)가 부착 암(206)을 따라 위치된다. 부착 암(206)은 그에 물체(210)를 수용하도록 구성된다. 서브 시스템(204)은 휴대용 전원(212), 동작 생성 기구(214), 제어기(216), 제어 시스템(218) 및 적어도 하나의 분산형 동작 센서(220)를 더 포함한다.
부착 암(206)은, 마찰, 스냅(snap) 또는 다른 형태의 잠금 기구를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 방식으로 물체(210)를 수용할 수 있다. 휴대용 전원(212)은 충전지 및 태양 전지판을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 옵션을 활용할 수 있다. 이하, 적어도 하나의 관성 센서(208), 적어도 하나의 분산형 동작 센서(220), 동작 생성 기구(214), 제어기(216) 및 제어 시스템(218)의 구성 요소들의 작동 및 상세가 보다 상세하게 설명된다.
적어도 하나의 관성 센서(208) 및 적어도 하나의 분산형 동작 센서(220)는, 사용자가 물체(210)의 동작에 악영향을 미칠 때 생성되는 비의도적 근운동을 검출하고, 이러한 비의도적 근운동과 관련한 신호를 측정한다. 이러한 센서들은 또한 하우징(202)에 대한 안정화된 출력의 동작을 검출한다. 제어 시스템(218)은 상기 신호에 응답하여 사용자의 수전증 또는 비의도적 근운동을 상쇄시키기 위하여 제어기(216)를 통하여 동작 생성 기구(214)로 전압 지령을 송출한다. 이러한 상쇄는 물체(210)를 하우징(202)에 대하여 중심에 유지하면서, 물체(210)의 위치를 유지하고 안정화시킨다.
통상의 기술자는, 본 발명에 따른 시스템 및 방법이, 제어기(216), 적어도 하나의 관성 센서(208), 적어도 하나의 분산형 동작 센서(220) 및 제어 시스템(218)의 다양한 실시예들을 활용할 수 있고, 본 발명의 사상 및 범위 내에 있다는 것을 쉽게 인식한다. 일 실시예에서, 제어기(216)는 프로그램 가능한 마이크로 제어기 또는 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(field-programmable gate array (FPGA))와 같은 센서 입력으로부터 전기적 응답을 생성할 수 있는 전기 시스템을 포함한다. 일 실시예에서, 제어기(216)는 그 전체적으로 낮은 비용, 낮은 소비 전력 및 높은 체적의 응용처에서 활용될 수 있는 능력으로 인하여 Atmel에 의하여 제조된 8-비트 ATMEGA8A 프로그램 가능한 마이크로 제어기를 포함한다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 관성 센서(208)는 가속도계, 자이로스코프 또는 이들 두 개의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는 센서이다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 분산형 동작 센서(220)는 홀 효과 자기 센서를 포함하지만 이에 한정되지 않는 비접촉식 위치 센서이다. 일 실시예에서, 제어 시스템(218)은 폐 루프 제어 시스템이다.
폐 루프 제어 시스템은 시스템(200) 내의 다양한 지점에서 동작 및 가속도를 감지하여 사용자의 비의도적 근운동의 순수 효과를 상쇄시켜 이에 따라 물체(210)의 위치를 안정화시키기 위해 동작 생성 기구(214)를 적절하게 이동시키는 제어 알고리즘으로 상세한 정보를 공급한다. 이하, 제어 시스템 및 제어 알고리즘의 요소의 작동 및 상세가 보다 상세하게 설명된다.
또한, 통상의 기술자는 본 발명에 따른 시스템 및 방법은 스푼 및 포크와 같은 주방 기구, 화장용 어플리케이터와 같은 몸단장 기구, 및 제조 도구, 수술용 도구 및 군사용 도구와 같은 다양한 도구를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 물체를 활용할 수 있다는 점을 쉽게 인식한다. 그러므로, 상기 시스템 및 방법은 신경성 운동 장애로 고통 받는 다수의 개개인들의 삶의 질을 향상시키는 데에 유용할 뿐만 아니라, 생리적 수전증이 문제인 제조용, 수술용 및 군사용 응용처를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 응용처에 지원되는 데에 유용할 것이다.
시스템(200)은 적어도 하나의 관성 센서(208)를 이용하여 중립 위치(θ=0으로 선택됨)에서 물체(210)의 위치를 안정화시킨다. 이를 달성하기 위해, 물체(210)의 위치가 각도(θ)에 따라 감지되어야 한다. 이러한 위치 감지를 위해, 적어도 하나의 관성 센서(208)는 부착 암(206)을 따라 위치되며, 응용처에 대하여 낮은 노이즈 및 충분한 민감도를 제공하면서 물체(210)의 절대 운동을 측정하는 데에 이용된다. 부착 암(206)을 따르는 적어도 하나의 관성 센서(208)의 직접적인 센서 설치는 극히 튼튼하며 사용에 따라 변화할 수 있는 역운동학/역동역학에 의존하지 않음에 따라 시스템(200)에 특유의 이점을 제공한다. 그러므로, 상술한 바와 같이, 다양한 물체가, 물체(210)의 길이 및 중량을 제어기(216)로 미리 설정하고 미리 프로그램할 필요 없이 물체(210)로서 이용될 수 있다.
적어도 하나의 분산형 동작 센서(220)가 시스템(200)의 베이스에 위치되는 하우징(202) 내에 위치된다. 적어도 하나의 분산형 동작 센서(220)는 하우징(202)에 대한 부착 암(206)의 상대 운동을 측정하며, 물체(210)는 하우징(202)에 대하여 중앙 위치에 유지된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 분산형 동작 센서(220)는 제어 시스템(218)에 각도 피드백을 제공하며, 작동 각도에 따라 결정되는 변화하는 자기장에 의존하는 적어도 하나의 관습적인 비접촉식 홀 효과(hall-effect) 위치 센서이다.
변화하는 자기장은, 그 아날로그 출력이 제어기(216)에 의해 판독되는 적어도 하나의 분산형 동작 센서(220) 내에 위치된 전략적으로 위치된 집적 회로(IC)에 의해 검출되어, 다수의 사이클을 견딜 수 있는 완전히 비접촉식 각도 검출을 제공한다. 그 비접촉식 감지 방법을 구비하는 적어도 하나의 분산형 동작 센서(220)는 시간에 걸쳐 마모하는 포텐셔미터와 같은 전통적인 직접 접촉 감지 방법에 비하여 상당히 강화된 신뢰성을 제공한다.
적절한 액추에이터 작동이 또한 시스템(200)의 전체적인 작동에 핵심이 된다. 액추에이터 옵션은 SMA 와이어, 압전, 선형 보이스 코일 및 코어리스 모터를 포함한다. 그러나, SMA 와이어, 압전 및 선형 보이스 코일은 다양한 근본적인 문제를 갖는다. 예를 들면, 간행물 "스마트 구조 및 재료(Smart Structures and Materials)"내의 기사인 "주기적인 열 기계적 하중을 받는 형상 기억 합금의 피로 수명 특성(Fatigue Life characterization of shape memory alloys undergoing thermomechanical cyclic loading)"에 개시된 바와 같이, SMA 와이어는 단지 200일의 사용 시간에 이르는 104 내지 105 사이클 후 8.3% 및 4.4% 사이의 변형율 진폭(strain amplitude)으로 인해 고장이 발생하는 신뢰성 문제를 갖는다. 압전은 보다 긴 사이클 횟수를 가능하게 하지만 부서지기 쉽고 고가이다. 또한, 압전은 높은 작동 전압을 필요로 하며, 이에 따라, 상대적으로 크고 고가인 구동 전자 장치를 필요로 한다. 선형 보이스 코일은 보다 낮은 전압에서 작동하지만, 낮은 힘 출력 및 고가의 문제를 가진다.
본 발명은 코어리스 마이크로 모터 및 동작 생성 기구(214)용 결합 기구를 이용하여 코어리스 마이크로 모터에 결합된 소형 기어 감속 시스템의 조합을 이용하여 이러한 단점들을 해결한다. 양적으로, 코어리스 마이크로 모터는 저렴하며 1000시간에 이르는 작동 시간을 제공한다. 단지 6.5그램(g)의 총 중량을 가지는 저비용 소형 기어 감속 시스템을 사용하는 것을 통하여, 10뉴턴(N)에 이르는 상당한 힘이 또한 0~5헤르츠(Hz)의 요구되는 수전증 주파수에서 이러한 코어리스 마이크로 모터로 생성될 수 있다. 뿐만 아니라, 이 기술에서의 소비 전력은 극히 낮으며, 0.5와트(W)로 추정된다.
코어리스 마이크로 모터는 0.3W의 전력을 필요로 하면서 50g의 최대 하중을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 더 상당히 낮은 0.06W의 전력을 필요로 하면서 보다 가벼운 14g의 평균적인 테이블 스푼 하중을 유지할 수 있다. 그러므로, 코어리스 마이크로 모터가 시스템(200)에 요구되는 힘을 발생시키는 데에 적합하다.
도 3은 실시예에 따른 동작 생성 기구(300)를 나타낸다. 동작 생성 기구(300)는 제1 코어리스 마이크로 모터(302)에 결합된 제1 소형 기어 감속 시스템과, 제2 코어리스 마이크로 모터(304)에 결합된 제2 소형 기어 감속 시스템을 포함한다. 적어도 하나의 관성 센서(308)가 부착 암(306)을 따라 위치된다. 부착 암(306)은 그에 물체(310)를 수용하도록 구성된다.
제1 코어리스 마이크로 모터는 수평(x) 방향으로의 회전 동작을 생성할 수 있다. 이러한 회전 동작은 수평 베어링에 의하여 지지되는 견고한 연결부를 통하여 제2 코어리스 마이크로 모터로 전달된다. 제2 코어리스 마이크로 모터는 수직(y) 방향으로의 동작을 생성할 수 있다. 제2 코어리스 마이크로 모터로부터의 이러한 동작은 수직 베어링에 의해 지지된다.
결합 기구는 두 개의 별개의 코어리스 마이크로 모터/소형 기어 감속 시스템(302, 304)의 수평 동작 및 수직 동작을 결합하는 데에 이용된다. 이러한 조합은 물체(310)(본 실시예에서, 스푼)의 양방향 원형 동작을 초래한다. 통상의 기술자는 본 발명에 따른 시스템 및 방법이 본 발명의 사상 및 범위에 속할 수 있는 슬라이딩 베어링 기구, 짐벌(gimbal) 구조 또는 벨로우즈(bellows) 구조를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 결합 기구를 활용할 수 있다는 것을 쉽게 인식한다.
동작 생성 기구(300)에서, 두 개의 별개의 코어리스 마이크로 모터/소형 기어 감속 시스템(302, 304)으로부터 2자유도가 생성된다. 추가적인 자유도(예를 들면, z-방향으로 제3 자유도)가 동작을 제1 코어리스 마이크로 모터의 출력에 추가하거나 제2 코어리스 마이크로 모터의 출력에 추가하는 것에 의하여 동작 생성 기구(300)로 추가될 수 있다.
시스템 모델링:
제어 시스템 타입 및 파라미터 값을 개발하는 것을 돕기 위해, 시스템(200)의 특성의 분석 모델이 생성되었다. 도 4는 실시예에 따른 분석 모델(400)을 나타낸다. 분석 모델(400)은 손잡이(402), 액추에이터(404), 각도 센서(406), 부착 암(408), 물체(410) 및 관성 센서(412)를 포함한다. 분석 모델(400)이 시스템(200)의 역학 관계 및 폐 루프 제어 시스템과 합성될 때의 응답을 포획하도록 충분히 복잡하게 생성되었다.
시스템(200)이 다수의 방향들(예를 들면, 수직, 수평 및 z-방향)로의 안정화를 제공하도록 설계되는 반면, 동작 출력들이 대칭이었고 서로로부터 완전히 분리되었기 때문에 단지 하나의 방향으로의 분석 및 모델링이 요구된다. 그러므로, 중력 효과가 무시된다고 가정할 때, 수직 방향으로부터의 결과는 수평 방향이지만 이에 한정되지 않은 다른 방향으로 직접적으로 적용 가능하다.
분석 모델(400)에서, 물체(410)는 수직(y) 방향으로 이동한다. 수전증 장애 또는 비의도적 근운동(좌표 x)이 손잡이(402)에 직접적으로 작용하는 것으로 가정된다. 안정화(베이스로부터의 거리(l))를 요구하는 물체(410)가 수직 거리 y를 이동한다. 이 거리는, 작은 각도가 가정되는 경우, 변환식을 통하여 베이스 좌표 x와 연관된다.
Figure 112016037666740-pat00001
(1)
액추에이터(404)는 제어기의 전압 출력을 기반으로 각도 θ를 통하여 물체(410)를 이동시킬 수 있다. Kt가 일정할 때, 액추에이터(404)의 코어리스 모터(T)의 출력 토크는 관계식을 통하여 그 전기자 전류 i에 비례한다.
Figure 112016037666740-pat00002
(2)
마찬가지로, 역기전력(emf) e는 아래의 식을 통하여 코어리스 모터의 회전 속도와 연관된다.
Figure 112016037666740-pat00003
(3)
단순화를 위하여, 제조자의 사양을 기반으로, Ke 및 Kt는 대략 동일하며 이에 따라 상수 k로 설정된다. 액추에이터(404)의 모델 방정식 2 및 3에 의해, 시스템 방정식들은 뉴턴의 법칙 및 키르히호프 법칙의 조합을 통하여 구성될 수 있다. 모멘트 밸런스를 통하여, 운동 방정식이 다음과 같이 구성된다.
Figure 112016037666740-pat00004
(4)
제2 시스템 방정식은 아래와 같이 구성되며,
Figure 112016037666740-pat00005
(5)
V는 제어기로부터의 입력 전압/지령 신호이고, J는 액추에이터(404)의 인덕턴스이며, R은 액추에이터(404)의 내부 저항이다.
시스템(200)은 저주파의 의도된 동작을 유지하면서 고주파의 수전증 장애/비의도적 근운동을 상쇄시키도록 설계되기 때문에 저역 필터로서 작용한다. 그러므로, 시스템(200)은 입력 진폭(X)(수전증 장애)이 시스템(200)으로 입력되고, 출력(Y)(안정화된 물체의 동작)이 관찰되고 제어되는, 전달 함수로 모델화될 수 있다.
수전증 상쇄에 대한 추가적인 분석을 위하여, 그리고, 제어기 설계를 돕기 위해, 시스템 방정식 4 및 5은 주파수 영역으로 변환되었고, 원하는 전달 함수를 생성하기 위하여 조작되었다. 좌표 변환 방정식 1을 이용하고 및 라플라스 변환을 수행하여, 방정식 4 및 5가 아래의 식으로 수정되었다.
Figure 112016037666740-pat00006
(6)
및
Figure 112016037666740-pat00007
(7)
I(s)에 대한 방정식 7을 풀고 그 결과를 방정식 6에 대입하여 단일의 방정식을 생성한다.
Figure 112016037666740-pat00008
(8)
방정식 8에 남아 있는 입력은 제어기로부터의 입력 전압/지령 신호인 V이다. 이러한 신호는 사실상 컴퓨터 상의 요건을 최소화시키고 이에 따라 필요한 마이크로 제어기의 비용 및 소비 전력을 상당히 감소시키기 위하여 단순하게 설계되었다.
도 5는 실시예에 따른 제어 시스템(218)의 시스템 다이어그램(500)을 나타낸다. 시스템 다이어그램(500)은 비의도적 근운동(502), 안정화된 물체(504), 가속도 신호(506), 적응성 가속도 설정점(508), 위치 설정점(510), 제어 알고리즘(512), 전압 지령 출력(514), 동작 생성 기구(516) 및 위치 신호(518)를 포함한다.
안정화된 물체(504)의 동작에 악영향을 미치는 사용자에 의한 비의도적 근운동(502)이 검출된다. 하우징에 대한 위치 신호(518)가 적어도 하나의 비접촉식 위치 각도 센서에 의하여 측정되고, 그런 다음 마이크로 제어기의 메모리(예를 들면, 전기적 소거 및 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)(EEPROM))에 저장된 위치 설정점(510)과 비교된다. 위치 설정점(510)은 안정화된 물체(504)의 중립 위치이고, 시스템(200)이 먼저 작동될 때 최초로 교정된다. 이러한 비교는 제1 입력 신호를 발생시킨다.
가속도 신호(506)가 적어도 하나의 관성 센서에 의하여 측정되고, 그런 다음, 적응성 가속도 설정점(508)과 비교된다. 적응성 가속도 설정점(508)은 장치의 변화하는 배향으로 인하여 중력장의 느린 변화 효과를 제거한다. 적응성 가속도 설정점(508)은, 신호로부터 저주파를 제거할 수 있는 중앙 필터, 저역 필터 또는 다른 디지털/아날로그 필터의 이용을 통하여 구현될 수 있다. 이러한 비교는 제2 입력 신호를 발생시킨다.
제어 알고리즘(512)은 제1 및 제2 입력 신호를 처리하고, 사용자의 비의도적 근운동을 능동적으로 상쇄시키고 안정화된 물체(504)를 유지하기 위해 적절한 전압 지령 출력(514)을 각 제어된 방향으로 동작 생성 기구(516)로 전송한다.
이 두 개의 입력 신호들(가속도 신호 및 각도 θ)을 기반으로, 제어 알고리즘(512)에 대하여 제어 법칙이 구성되어야 한다. 통상의 기술자는 본 발명에 따른 시스템 및 방법이 본 발명의 사상 및 범위에 속할 수 있고 물체의 안정성을 보장하면서 수전증 장애의 상쇄를 제공하는 다양한 상이한 제어 법칙을 활용할 수 있음을 쉽게 인식한다.
예를 들면, 제어 법칙은 비례이득 및 미분이득을 하기 식에서 얻어진 가속도 신호와 함께 각도 θ에 적용하는 것에 의하여 유도될 수 있다.
Figure 112016037666740-pat00009
(9)
이 예에서, 가속 기간의 피드백은 원하는 저역 필터링 특성을 제공한다. 예시된 제어 법칙(방정식 9)에서, 각도 θ에 대한 비례적인 피드백은 장치가 종래 구현예의 함수를 모방하도록 적용된다. 이는, 장치가 비활성 상태 중 중립 위치에서 유지되면서 다양한 하중을 지지하도록 각도 방향으로 "강성도"를 생성하는 것에 의하여 달성된다. 안정성을 위하여, 특히, θ에 대한 비례적인 피드백에 의하여 도입된 임의의 공진을 약화시키기 위하여, 각도 입력에 대한 미분 제어가 선택된다. 예시된 제어 법칙은 효과적이며 계산기적으로 단순하다.
이는 제어 알고리즘(512)이 시스템(200)의 매우 소형인 저 동력 및 저 비용 마이크로 제어기 내에서 구현되도록 한다. 예시된 제어 법칙(방정식 9)을 방정식 8의 V에 대입하는 것 및 항을 확대하는 것은 방정식 8을 아래의 전달 함수로 표현되도록 하며,
Figure 112016037666740-pat00010
(10)
분자는
Figure 112016037666740-pat00011
(11)
이고, 분모는
Figure 112016037666740-pat00012
(12)이다.
의도된 동작을 유지하면서 비의도적 근운동을 거절하기 위해, 예시된 제어 법칙(방정식 9)의 파라미터가 수치적 시뮬레이션을 통하여 최적화된다. 예를 들면, 이 최적화는 제어기 이득(K1, K2, K3)을 변화시키면서 3~7Hz의 비의도적 근운동 주파수 범위에 걸친 안정화된 물체(504)(Y, 방정식 10)의 평균 변위 규모를 최소화시킨다. 그리고, 이 예에서, 제약 요건이, 0~1Hz의 의도된 동작 주파수 범위 내의 저주파 동작이 영향을 받지 않으며, 안정성이 수학적으로 보장되도록 정의된다. 평균 위상 지연이 또한 사용자에게 주목되지 않는 것으로 가정되는 0~1Hz에서 15도 미만으로 제한된다.
최적화를 위하여, 계산기적 함수들이 Matlab에서의 신뢰 영역 반영 최적화 알고리즘 fmincon과 상호 작용하도록 기록된다. 알고리즘은 시스템(200) 내에서의 제어기(216)에 사용되는 최종 솔루션, K=[121,366,154]을 제공하도록 작동된다. 상기 함수는 0.15의 최소값을 가지며, 이는 시스템(200)이 3~7Hz의 주파수 범위에서 입력 수전증 장애/비의도적 근운동의 평균 80%에 대해 필터링할 수 있다는 것을 의미한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템 및 방법은, 사용자의 수전증의 효과를 상쇄시켜 물체의 위치를 안정화시키면서 매우 소형인 능동 상쇄 접근법을 존재하도록 하여 사용자의 수전증을 다루는 것을 도모하는 매우 소형인 능동 상쇄 접근법을 허용한다. 수전증 상쇄를 위한 필요한 힘 및 변위를 제공하는 동작 생성 기구를 구현하고, 이 동작 생성 기구를 제어하는 제어 시스템 및 센서 위상(topology)을 구현하는 것에 의해, 본 발명에 따른 시스템 및 방법은 상당히 감소된 크기 및 비용을 갖는 보다 더 튼튼한 휴대용 형상 인자를 달성한다.
본 발명이 도시된 실시예에 따라 설명되었으나, 통상의 기술자는 실시예에 대한 변형예가 존재할 수 있고, 이 변형예가 본 발명의 사상 및 범위 내에 속할 수 있음을 쉽게 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 다수의 수정예들이 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 통상의 기술자에 의해 만들어질 수 있다.

Claims (12)

  1. 시스템으로서,
    하우징 - 상기 하우징은 사용자의 손에 의해 잡히도록 적응된 외부 형상 및 내부 볼륨(interior volume)을 갖고, 상기 내부 볼륨은 개방 단(open end)을 가짐 -;
    서브시스템 - 상기 서브시스템은 상기 내부 볼륨의 내부에 위치하고, 상기 서브시스템은 동작 생성 기구, 상기 동작 생성 기구에 결합된 제어기, 상기 제어기에 결합된 제어 시스템, 및 상기 제어 시스템에 결합된 적어도 하나의 상대 운동 센서를 포함함 -; 및
    부착 암 - 상기 부착 암은 상기 동작 생성 기구에 결합된 제1 단 및 상기 하우징의 상기 개방 단을 통해 확장하는 제2 단을 갖고, 사용자 보조 장치를 수용하도록 구성되고, 상기 부착 암은 상기 하우징에 대하여 운동 가능하고, 상기 상대 운동 센서는 상기 하우징에 대한 상기 부착 암의 위치를 측정하고, 적어도 하나의 절대 운동 센서는 상기 부착 암을 따라 위치함 -
    을 포함하고, 상기 제어 시스템은, 상기 사용자의 수전증을 보상하기 위해, 상기 하우징에 대하여 상기 부착 암을 이동시키도록 상기 동작 생성 기구를 지시하는 것에 의해, 상기 사용자 보조 장치의 위치를 안정화하도록 상기 절대 운동 센서 및 상기 상대 운동 센서로부터 출력들을 사용하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서브시스템은 상기 동작 생성 기구에 결합된 전원을 더 포함하는, 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 사용자 보조 장치는 상기 하우징에 대해 중앙 위치에 유지되는, 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 적어도 하나의 절대 운동 센서로부터 제1 신호 및 상기 적어도 하나의 상대 운동 센서로부터 제2 신호를 수신하고, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 기초하고, 제어 알고리즘을 사용하여, 전압 지령들을 생성하고, 상기 부착 암을 안정화시키기 위해 상기 동작 생성 기구에 생성된 상기 전압 지령들을 전송하는, 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 절대 운동 센서는 축에 대한 각 운동(angular motion)에 한정되지 않는 입력을 갖는 적어도 하나의 관성 센서이고, 상기 적어도 하나의 상대 운동 센서는 적어도 하나의 비접촉식 위치 센서인, 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 사용자 보조 장치는 제조용 도구, 수술용 도구, 군사용 도구, 조리용 기구, 몸단장 기구 및 치 기구(tooth appliance) 중 어느 하나를 포함하는, 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 동작 생성 기구는, 적어도 하나의 모터와, 상기 적어도 하나의 모터에 결합된 적어도 하나의 기어 감속 시스템을 포함하는, 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 폐 루프 제어 시스템인, 시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 상대 운동 센서는, 상기 제어 시스템에 각도 피드백을 제공하기 위해 작동 각도에 따라 결정되는 변화하는 자기장에 의존하는, 시스템.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는 센서 입력들로부터 전기적 응답을 생성할 수 있는 전기 시스템을 포함하는, 시스템.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 사용자 보조 장치는 잠금 기구의 형태로 상기 부착 암에 결합되는, 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 잠금 기구는 마찰 또는 스냅 형태인, 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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WO2015101985A1 (en) * 2014-01-02 2015-07-09 Eli - Equipments For Life Improvement Ltd. Self leveling spoon
US10600596B2 (en) 2014-04-21 2020-03-24 Verily Life Sciences Llc Adapter to attach implements to an actively controlled human tremor cancellation platform
US20160066724A1 (en) * 2014-09-10 2016-03-10 Intel Corporation Device and method for monitoring consumer dining experience
CN104440920B (zh) * 2014-10-23 2016-01-27 中国科学院合肥物质科学研究院 一种三自由度人体手臂震颤运动仿真机器人
CN104409004B (zh) * 2014-10-23 2016-09-28 中国科学院合肥物质科学研究院 一种三自由度微型仿腕关节震颤运动仿真机器人
CN204428223U (zh) * 2014-12-05 2015-07-01 深圳市臻络科技有限公司 一种减轻手臂振动影响的装置
CN104665472A (zh) * 2015-02-10 2015-06-03 柳州市金旭节能科技有限公司 一种多功能汤勺
US10271770B2 (en) * 2015-02-20 2019-04-30 Verily Life Sciences Llc Measurement and collection of human tremors through a handheld tool
US9943430B2 (en) 2015-03-25 2018-04-17 Verily Life Sciences Llc Handheld tool for leveling uncoordinated motion
US9818310B2 (en) * 2015-06-22 2017-11-14 Verily Life Sciences Llc Assessment of nutrition intake using a handheld tool
US10159432B1 (en) 2015-06-22 2018-12-25 Verily Life Sciences Llc Detection and evaluation of task performance with a handheld tool
US10849776B2 (en) 2015-07-23 2020-12-01 Inalways Corporation Handheld device and vibration cancellation method
US10118696B1 (en) 2016-03-31 2018-11-06 Steven M. Hoffberg Steerable rotating projectile
CN105759657B (zh) 2016-05-13 2018-09-04 京东方科技集团股份有限公司 操纵装置和操纵方法
US10058445B2 (en) * 2016-06-02 2018-08-28 Verily Life Sciences Llc Motion stabilization by a handheld tool
US10264904B1 (en) * 2016-07-08 2019-04-23 Dongho Kim Anti-tremor utensil
US10219930B2 (en) 2016-07-14 2019-03-05 Verily Life Sciences Llc High amplitude tremor stabilization by a handheld tool
US10851867B2 (en) * 2016-08-29 2020-12-01 Verily Life Sciences Llc Method and system for a feedback controller for a handheld tool
US10583061B2 (en) * 2016-09-06 2020-03-10 Verily Life Sciences Llc Tilt compensation for tremor cancellation device
EP3332694B1 (en) * 2016-12-08 2020-04-01 Verily Life Sciences LLC Handheld tool for leveling uncoordinated motion
CN108201477B (zh) * 2016-12-16 2020-07-17 威里利生命科学有限责任公司 用于调平不协调动作的手持工具
AU2016273988B1 (en) * 2016-12-16 2017-10-26 Verily Life Sciences Llc Handheld tool for leveling uncoordinated motion
JP6474380B2 (ja) * 2016-12-19 2019-02-27 ヴェリリー ライフ サイエンシズ エルエルシー 非協調動作を水平化するための手持ち式用具
US10507155B1 (en) * 2017-01-13 2019-12-17 Gaetano Cimo Tremor suppression apparatus and method using same
US10420663B2 (en) * 2017-05-01 2019-09-24 Verily Life Sciences Llc Handheld articulated user-assistive device with behavior control modes
CN107378959A (zh) * 2017-07-20 2017-11-24 京东方科技集团股份有限公司 一种手持物及其手部抖动补偿方法
CN107259936A (zh) * 2017-08-16 2017-10-20 安徽信息工程学院 一种勺子结构
CN107788977B (zh) * 2017-12-18 2020-04-24 中北大学 一种脑电及头皮肌电传感器
CN107928666B (zh) * 2017-12-18 2020-04-17 中北大学 一种去除脑电信号中头皮肌电伪迹的穿戴采集装置
US11712637B1 (en) 2018-03-23 2023-08-01 Steven M. Hoffberg Steerable disk or ball
DE102018205762B4 (de) * 2018-04-16 2019-10-24 Ass Maschinenbau Gmbh Werkzeugsystem für Menschen mit reduzierter Griffkraft oder eingeschränkten motorischen Fähigkeiten
US10747429B2 (en) 2018-08-01 2020-08-18 International Business Machines Corporation Compensating for user hand tremors when using hand-held electronic devices
US11701293B2 (en) 2018-09-11 2023-07-18 Encora, Inc. Apparatus and method for reduction of neurological movement disorder symptoms using wearable device
US11839583B1 (en) 2018-09-11 2023-12-12 Encora, Inc. Apparatus and method for reduction of neurological movement disorder symptoms using wearable device
US11458062B2 (en) 2018-09-18 2022-10-04 L'oreal Motion stabilizing device for a cosmetic applicator
DE102019000949A1 (de) * 2019-02-08 2020-08-13 Süddeutsche Gelenkscheibenfabrik GmbH & Co. KG Tilgervorrichtung zur Reduzierung von auf einen Gebrauchsgegenstand übertragenen Tremorschwingungen
AU2019202274B2 (en) * 2019-03-22 2020-10-15 Dongying Qihao Daily Necessities Co., Ltd. An Automatic Stirring Coffee Spoon
CA3092177A1 (en) 2020-01-29 2021-07-29 Lianna Genovese Devices and methods for assisting a user to manipulate an instrument
EP4221537A1 (en) 2020-09-29 2023-08-09 L'oreal Adapter with interchangeable element for connecting makeup applicator to an external device
FR3116424B1 (fr) 2020-11-26 2023-02-10 Oreal Adaptateur avec un élément interchangeable pour raccorder un applicateur de maquillage à un dispositif externe
WO2023085120A1 (ja) * 2021-11-11 2023-05-19 ソニーグループ株式会社 情報処理方法、情報処理装置、プログラム、及び、情報処理システム
US20240215703A1 (en) 2022-12-30 2024-07-04 L'oreal Universal adapter for cosmetic applicator configured for users with limited mobility
US20240215704A1 (en) 2022-12-30 2024-07-04 L'oreal Reversible adapter and ecosystem for cosmetic applicator configured for users with limited mobility
US20240218963A1 (en) 2022-12-30 2024-07-04 L'oreal Smart stand for cosmetic applicator configured for users with limited mobility
US20240215702A1 (en) 2022-12-30 2024-07-04 L'oreal Cosmetic dispenser integration with cosmetic applicator configured for users with limited mobility
US20240216159A1 (en) 2022-12-30 2024-07-04 L'oreal Feedback and calibration system for cosmetic applicator configured for users with limited mobility
US20240219933A1 (en) 2022-12-30 2024-07-04 L'oreal Smart system and ecosystem for cosmetic applicator configured for users with limited mobility
US20240215705A1 (en) 2022-12-30 2024-07-04 L'oreal Assistive stand for cosmetic applicator configured for users with limited mobility

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030036805A1 (en) 2001-07-17 2003-02-20 Martin Senior Gripper device
US20090276058A1 (en) 2005-10-11 2009-11-05 Keisuke Ueda Movement assisting device and movement assisting method
US20100228362A1 (en) * 2009-03-03 2010-09-09 The Regents Of The University Of Michigan Tremor stabilizing system for handheld devices
US20100274365A1 (en) 2007-02-06 2010-10-28 Deka Products Limited Partnership Arm prosthetic device

Family Cites Families (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3711638A (en) * 1971-02-02 1973-01-16 J Davies Remote monitoring and weapon control system
JPS587253A (ja) * 1981-07-04 1983-01-17 テルモ株式会社 薬液注入装置
US4766708A (en) 1985-12-27 1988-08-30 Peter Sing Shock and vibration resistant structures
DE8913588U1 (de) * 1989-11-17 1990-01-25 Heidelberger Druckmaschinen Ag, 69115 Heidelberg Stellantrieb
US5316479A (en) * 1991-05-14 1994-05-31 National Research Council Of Canada Firearm training system and method
US5279309A (en) 1991-06-13 1994-01-18 International Business Machines Corporation Signaling device and method for monitoring positions in a surgical operation
US5805140A (en) * 1993-07-16 1998-09-08 Immersion Corporation High bandwidth force feedback interface using voice coils and flexures
GB9321086D0 (en) 1993-10-13 1993-12-01 Univ Alberta Hand stimulator
US5691898A (en) * 1995-09-27 1997-11-25 Immersion Human Interface Corp. Safe and low cost computer peripherals with force feedback for consumer applications
US6166723A (en) * 1995-11-17 2000-12-26 Immersion Corporation Mouse interface device providing force feedback
US6697748B1 (en) * 1995-08-07 2004-02-24 Immersion Corporation Digitizing system and rotary table for determining 3-D geometry of an object
US6704001B1 (en) * 1995-11-17 2004-03-09 Immersion Corporation Force feedback device including actuator with moving magnet
US5828197A (en) * 1996-10-25 1998-10-27 Immersion Human Interface Corporation Mechanical interface having multiple grounded actuators
DE19700402C2 (de) 1997-01-08 1999-12-30 Ferdinand Peer Instrument zur Kompensation des Handzitterns bei der Manipulation feiner Strukturen
JPH10274060A (ja) * 1997-03-28 1998-10-13 Aisin Seiki Co Ltd スロットル制御装置
US6067077A (en) * 1998-04-10 2000-05-23 Immersion Corporation Position sensing for force feedback devices
US6234045B1 (en) * 1999-03-02 2001-05-22 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Active tremor control
US6695794B2 (en) 1999-03-02 2004-02-24 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Active tremor control system
US7416537B1 (en) 1999-06-23 2008-08-26 Izex Technologies, Inc. Rehabilitative orthoses
US6593587B2 (en) 2000-03-10 2003-07-15 Perceptron, Inc. Non-contact measurement device for quickly and accurately obtaining dimensional measurement data
AU2001239078A1 (en) 2000-03-14 2001-09-24 Orthorehab Inc. Control device for the therapeutic mobilization of joints
US6458089B1 (en) 2000-04-20 2002-10-01 Amir Ziv-Av Methods and devices for reducing trembling
EP1252871A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-30 I.N.A.I.L. Centro per la Sperimentazione ed Applicazione di Protesi e Presidi Ortopedici per Gli Informtuni Sul Lavoro A system for the control and monitoring of functional devices for disabled with energy from outside the body and a method for the remote control thereof
AT411011B (de) 2001-08-02 2003-09-25 Stefan Sauermann Vorrichtung zur quantifizierung von bewegungsstörungen bei parkinson
US6730049B2 (en) * 2002-06-24 2004-05-04 Michael A. Kalvert Adjustable and tunable hand tremor stabilizer
US7725175B2 (en) 2002-12-04 2010-05-25 Kinetic Muscles, Inc. System and method for neuromuscular reeducation
US9107615B2 (en) 2002-12-18 2015-08-18 Active Protective Technologies, Inc. Method and apparatus for body impact protection
US7762684B2 (en) 2003-12-12 2010-07-27 Jeffrey Dale Wilson Hand-held stabilized laser pointer
US7961909B2 (en) * 2006-03-08 2011-06-14 Electronic Scripting Products, Inc. Computer interface employing a manipulated object with absolute pose detection component and a display
US7314451B2 (en) * 2005-04-25 2008-01-01 Earlysense Ltd. Techniques for prediction and monitoring of clinical episodes
US7190633B2 (en) * 2004-08-24 2007-03-13 Bbn Technologies Corp. Self-calibrating shooter estimation
US8702629B2 (en) 2005-03-17 2014-04-22 Great Lakes Neuro Technologies Inc. Movement disorder recovery system and method for continuous monitoring
US8179078B2 (en) 2005-04-27 2012-05-15 Sidman Adam D Handheld or vehicle-mounted platform stabilization system
US7642741B2 (en) 2005-04-27 2010-01-05 Sidman Adam D Handheld platform stabilization system employing distributed rotation sensors
KR100966833B1 (ko) * 2005-04-28 2010-06-29 나미키 세이미츠 호오세키 가부시키가이샤 마이크로 기어드 모터
US20070005013A1 (en) * 2005-06-13 2007-01-04 Wen-Chien Lai Safety needle assembly
US8038046B2 (en) * 2006-05-19 2011-10-18 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Electrical surgical instrument with optimized power supply and drive
US7883479B1 (en) 2005-08-05 2011-02-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Stability augmentation system
US7224642B1 (en) * 2006-01-26 2007-05-29 Tran Bao Q Wireless sensor data processing systems
US20090173351A1 (en) 2006-04-20 2009-07-09 Pavad Medical, Inc. Control system for a tongue stabilization device
EP2023811B1 (en) 2006-05-17 2018-08-08 NuVasive, Inc. Surgical trajectory monitoring system
WO2007143535A2 (en) * 2006-06-01 2007-12-13 Biancamed Ltd. Apparatus, system, and method for monitoring physiological signs
JP2008067936A (ja) 2006-09-14 2008-03-27 Yosuke Kuki 制振自助具
US8585620B2 (en) 2006-09-19 2013-11-19 Myomo, Inc. Powered orthotic device and method of using same
JP2008238833A (ja) * 2007-03-23 2008-10-09 Honda Motor Co Ltd 車両のドア構造
JP2008238338A (ja) 2007-03-27 2008-10-09 Gifu Univ 動作支援装置およびその制御方法
US8141462B2 (en) 2007-07-09 2012-03-27 Richardson-Hynes, LLC Multiple-link tool assembly, tool extension, and method
DE102007035965B4 (de) * 2007-07-30 2016-08-11 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Prothetische Greifeinheit
JP2011519288A (ja) 2008-04-03 2011-07-07 カイ メディカル、 インコーポレイテッド 非接触の生理的運動センサおよびその使用方法
JP2012502671A (ja) * 2008-05-12 2012-02-02 アーリーセンス エルティディ 臨床症状のモニタリング、予測及び治療
US9662502B2 (en) 2008-10-14 2017-05-30 Great Lakes Neurotechnologies Inc. Method and system for tuning of movement disorder therapy devices
JP5352801B2 (ja) 2008-11-11 2013-11-27 国立大学法人三重大学 ノイズ除去装置、ノイズ除去方法および動作補正装置
JP5750825B2 (ja) * 2009-08-28 2015-07-22 日立工機株式会社 電動作業機
GB2490447A (en) * 2010-01-07 2012-10-31 Black & Decker Inc Power screwdriver having rotary input control
GB201008089D0 (en) 2010-05-14 2010-06-30 Manus Neurodynamica Ltd Apparatus for use in diagnosing neurological disorder
WO2012012540A2 (en) 2010-07-20 2012-01-26 The Johns Hopkins University Surface tracking and motion compensating surgical tool system
US9030303B2 (en) 2011-03-30 2015-05-12 William Jay Hotaling Contactless sensing and control system
EP2750620B1 (en) 2011-09-02 2017-04-26 Stryker Corporation Surgical instrument including a cutting accessory extending from a housing and actuators that establish the position of the cutting accessory relative to the housing
US9925034B2 (en) 2011-09-30 2018-03-27 Verily Life Sciences Llc Stabilizing unintentional muscle movements
US20140171834A1 (en) 2012-10-20 2014-06-19 Elizabethtown College Electronic-Movement Analysis Tool for Motor Control Rehabilitation and Method of Using the Same
EP3912674A1 (en) 2013-01-21 2021-11-24 Cala Health, Inc. Devices for controlling tremor
US20140257141A1 (en) 2013-03-05 2014-09-11 Great Lakes Neurotechnologies Inc. Movement disorder monitoring and symptom quantification system and method
US9414776B2 (en) 2013-03-06 2016-08-16 Navigated Technologies, LLC Patient permission-based mobile health-linked information collection and exchange systems and methods
US20140303660A1 (en) 2013-04-04 2014-10-09 Elwha Llc Active tremor control in surgical instruments
US20140303605A1 (en) 2013-04-04 2014-10-09 Elwha Llc Active tremor control in surgical instruments responsive to a particular user
WO2015003133A1 (en) 2013-07-03 2015-01-08 Anupam Pathak Stabilizing unintentional muscle movements
CN203646979U (zh) 2013-11-21 2014-06-18 濮汝钦 一种防抖勺
US9074847B1 (en) * 2014-08-28 2015-07-07 Flex Force Enterprises LLC Stabilized weapon platform with active sense and adaptive motion control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030036805A1 (en) 2001-07-17 2003-02-20 Martin Senior Gripper device
US20090276058A1 (en) 2005-10-11 2009-11-05 Keisuke Ueda Movement assisting device and movement assisting method
US20100274365A1 (en) 2007-02-06 2010-10-28 Deka Products Limited Partnership Arm prosthetic device
US20100228362A1 (en) * 2009-03-03 2010-09-09 The Regents Of The University Of Michigan Tremor stabilizing system for handheld devices

Also Published As

Publication number Publication date
US20140052275A1 (en) 2014-02-20
KR101615351B1 (ko) 2016-04-26
CN103906483B (zh) 2016-08-17
CN106236018A (zh) 2016-12-21
US20200015610A1 (en) 2020-01-16
WO2013049020A1 (en) 2013-04-04
CA2850138C (en) 2019-02-26
US10455963B2 (en) 2019-10-29
US10368669B2 (en) 2019-08-06
AU2012316278B2 (en) 2015-01-29
JP2016064303A (ja) 2016-04-28
EP2760381B1 (en) 2018-05-09
US11944216B2 (en) 2024-04-02
CN103906483A (zh) 2014-07-02
CA2850138A1 (en) 2013-04-04
JP2014533127A (ja) 2014-12-11
AU2012316278A1 (en) 2014-03-27
KR20160049042A (ko) 2016-05-04
EP2760381A1 (en) 2014-08-06
KR20140082740A (ko) 2014-07-02
AU2012316278C1 (en) 2017-11-09
EP2760381A4 (en) 2015-07-08
US20190000251A1 (en) 2019-01-03
CN106236018B (zh) 2019-11-19
JP6178879B2 (ja) 2017-08-09
JP5868512B2 (ja) 2016-02-24

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Publication Publication Date Title
KR101826454B1 (ko) 비의도적 근운동을 안정화시키는 시스템 및 방법
US9925034B2 (en) Stabilizing unintentional muscle movements
WO2015003133A1 (en) Stabilizing unintentional muscle movements
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EP3442487B1 (en) Apparatus and systems for controlled collapse of an exoskeleton
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Kelley et al. Tremor-active controller for dielectric elastomer-based pathological tremor suppression
dos Santos et al. Torque control characterization of a rotary series elastic actuator for knee rehabilitation
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Hanif et al. Vibratory feedback for artificial hands
Potluri et al. Implementation of sEMG-based real-time embedded adaptive finger force control for a prosthetic hand
Harwin et al. Clinical potential and design of programmable mechanical impedances for orthotic applications
dos Santos et al. Robust torque control based on H∞ criterion of an active knee orthosis
Claros et al. Novel compliant actuator for wearable robotics applications
Sado et al. Independent Joint Control of a 3-DOF Robotic System Using PI Controller
Kumar et al. Simulation of Shape Memory Wire based Exoskeleton for Flexion and Extension of Upper limb
von Brockdorff et al. An integrated force feedback system for a prosthetic hand
Gaura et al. Neural-network compensation methods for capacitive micromachined accelerometers for use in telecare medicine
Huang et al. Design of a grasp force adaptive control system with tactile and slip perception
Saleh et al. Investigation and development of hand tremor controlling device
Yoon et al. Speed Adaptation of a Small Size Treadmill Using Impedance Control Approach for Rehabilitation

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