KR20020095839A - 인공 근육 장치 및 그것을 이용한 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 인공 근육 장치는, 단면이 타원인 원통형 본체 내부의 한쪽 단부에는 전류의 공급시 자기장이 발생하는 자기장 부재가 고정되어 있고, 다른쪽 단부에는 인장 스프링에 의해 한정된 거리에서 왕복운동을 하는 철 부재가 위치하며, 상기 자기장 부재와 철 부재를 퇴화되었거나 퇴화가 진행중인 근육의 기시부와 종지부에 각각 체결하는 체결 부재가 상기 원통으로부터 연장되어 있어서, 전류가 공급되면 양 체결부재의 거리가 좁아지고 전류가 공급되지 않으면 양 체결부재의 거리가 넓어지는 구성으로 되어있는데, 이러한 장치는 퇴화 과정이 진행중이거나 완전히 퇴화된 근육을 움직이는데 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 인공 근육 시스템은 상기 장치에 센서 및 동력/제어부를 더 포함시키는 것으로 구성되는데, 그러한 시스템은 더나아가 특정 인체 기관의 움직임을 감지하여 그에 따라 작동되도록 할 수 있는 장점이 있다.

Description

인공 근육 장치 및 그것을 이용한 시스템 {Artificial muscle device and system using it}

본 발명은 인공 근육 장치 및 그것을 이용한 인공 근육 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 운동신경이 장시간 마비되어 재생이 불가능하게 되었거나 회복을 위한 작극이 필요한 근육에 장착되어 근육의 운동을 가능케하는 장치 및 시스템을 제공한다.

근육은 근섬유의 집합으로 구성되어 있는데, 그러한 근 섬유에 자극을 주어 움직이도록 하는 것은 운동신경이다. 신경은 변화를 감지하여 대뇌 등에 전달하는 감각신경과, 대뇌 또는 척수로부터의 명령에 의해 근육을 움직이는 운동신경으로 나뉘며, 일반 신경은 이를 겸하고 있다. 그러한 신경에 문제가 발생하면 근육은 대뇌나 척수의 작용으로는 움직이지 못하는데, 이 경우에는 신경은 죽어있지만 근육은 살아있는 상태가 된다. 다행히 신경이 재생되면 근육은 본래와 같이 움직일 수 있지만 장기간이 경과하게 되면, 근육을 구성하는 근육섬유에 섬유화 및 지방화가 진행되고 완전히 퇴화되어 버리게 된다. 신경의 재생 기간 동안에 근육의 퇴화를 막기 위하여, 침이나 전기에 의해 주기적으로 자극을 주는 물리적 치료가 행해지기도 한다. 그러나, 그 기간이 약 2년을 넘게되면 퇴화가 완료되어 치료가 불가능하게 된다.

신경에 손상을 입어 근육이 작동할 수 없는 경우에 신경을 대체하기 위한 다양한 방법들이 고안되어 있다. 예를 들어, 일부 선행 기술들은 마비된 근육에 전극을 달아 인위적으로 전기적 자극을 줌으로써 근육을 움직이도록 하고 있다. 그러한, 기술을 응용한 예로서 미국특허 제4,580,569호가 있는데, 이는 미리 정해놓은 어깨의 움직임을 하나의 작동 신호로서 감지하여 프로그램화된 내용에 따라 마비된 손의 근육 또는 의수를 자극하여 일정한 움직임이 가능하도록 하는 시스템을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 시스템은 근육의 활동이 가능한 상태에서 전기적 자극에 의해 근육의 활동을 가능하게 하거나 의수의 작동을 가능하게 하는 것이므로, 퇴화성 근육에는 사용할 수 없고 시스템이 대단히 복합한 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명의 첫 번째 목적은 근육의 퇴화 과정이 진행 중이거나 진행이 완료되어 전기적인 자극만으로는 근육을 움직일 수 없는 경우에도 사용이 가능한 인공 근육 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은 관련 인체 기관(다른 근육 또는 장기 등)에 센서를 장착하여 그 변화에 따라 상기 인공 근육 장치를 작동시킬 수 있는 인공 근육 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 인공 근육 장치의 부분 단면 사시도이고;

도 2는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 인공 근육 장치의 수직 단면도이고;

도 3은 도 1의 인공 근육 장치를 이용한 인공 근육 시스템의 구성도이고;

도 4는 우측 안면 근육이 마비된 환자의 얼굴 형상도이고;

도 5a 및 도 5b는 도 2의 인공 근육 시스템을 사용하여 도 4의 얼굴 근육을 움직이는 과정의 단계도이고;

도 6a는 도 2의 인공 근육 시스템의 구성 블록도이고;

도 6b는 도 6a의 하나의 예에 따른 회로도이다.

도면의 주요 부호에 대한 설명:

100: 인공 근육 장치200: 본체

300: 자기장 부재400: 철 부재

500: 인장 스프링600: 체결 부재

700: 센서800: 동력/제어부

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인공 근육 장치는,

단면이 타원인 원통형 본체 내부의 한쪽 단부에는 전류의 공급시 자기장이 발생하는 자기장 부재가 고정되어 있고, 다른쪽 단부에는 인장 스프링에 의해 한정된 거리에서 왕복운동을 하는 철 부재가 위치하며, 상기 자기장 부재와 철 부재를근육의 기시부와 종지부에 각각 체결하는 체결 부재가 상기 원통으로부터 연장되어 있어서, 전류가 공급되면 양 체결부재의 거리가 좁아지고 전류가 공급되지 않으면 양 체결부재의 거리가 넓어지는 구성으로 되어있다.

일반적으로 근육은 뼈 부위에 부착되는 부위를 "기시부"라 하고, 피부나 기타 조직에 부착되는 부위를 "종지부"라 한다. 근육이 정상적으로 기능을 한다는 것은 상기 근육이 종지부쪽으로부터 기시부쪽으로 수축할 수 있음을 의미한다.

본 발명은 원통형으로 감겨진 코일에 전류를 제공하면 자기장이 발생하는 원리를 이용하여, 전류가 공급될 때에는 상기 자기장 부재에 의해 생성된 자기장에 의해 철 부재가 끌려오도록 하고, 전류가 공급되지 않을 때에는 자기장이 소멸되어 철 부재는 인장 스프링에 의해 원통 단부로 되돌아가는 동작을 하게 된다.

상기 자기장 부재는 원통형 본체의 한쪽 단부(근육의 기시부쪽에 해당함)에 고정되어 있어서 전혀 움직이지 않으므로 자기장이 생성된 경우에는 철 부재가 움직이게 되는데, 경우에 따라서는 철 부재를 고정시키고 자기장 부재를 움직이도록 하는 구성도 가능하다. 이를 더욱 구체적으로 설명하면, 철 부재는 원통형 본체의 한쪽 단부에 고정되어 있고, 자기장 부재는 원통형 본체의 다른쪽 단부에서 왕복 운동이 가능하도록 설치되어 있으며, 철 부재와 자기장 부재 사이에 압축 스프링이 위치하는 구성이다. 따라서, 자기장 부재에 전류가 공급되어 자기장이 발생하면 철 부재와의 사이에 인력이 작용하여 자기장 부재는 철 부재쪽으로 이동하고 그 사이에 위치한 스프링은 압축되며, 반대로 전류 공급이 단절되면 자기장이 소멸하면서 압축 스프링의 복원력에 의해 자기장 부재는 본래의 위치로 되돌아가는 과정이진행된다.

본 발명의 자기장 부재의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 공급된 전류에 의해 철 부재를 끌어오는 힘을 제공할 수 있으면 된다. 따라서, 내부가 비어있는 원통에 코일을 여러번 감은 단순한 형태일 수도 있고, 그 내부에 연철 등을 삽입한 전자석의 형태일 수도 있다.

상기 철 부재는 자기장 부재에서 생성된 자기장에 의해 인력이 발생할 수 있는 소재로서, 경우에 따라서는 영구 자석일 수도 있다. 영구 자석인 경우에는 자기장 부재로부터 생성된 자기장에 의해 인력이 작용하도록 전극 방향을 설정하여야 한다. 다만, 반복적인 자기장의 발생과 소멸에 의해 잔류 자장이 생성되는 페라이트(ferrite)류의 금속은 바람직하지 않다. 철 부재로서 영구 자석을 사용하는 경우에는 자기장에 의해 매우 큰 인력이 작용하므로, 크기가 큰 근육의 수축 운동에 사용될 수도 있다.

상기 인장 스프링은 철 부재를 원통형 본체의 단부에 고정하는 역할을 하며 자기장 부재에 의해 생성된 자기장에 의해 용이하게 인장될 수 있도록 작은 탄성을 가진 스프링이다. 인장 스프링의 수는 특별히 한정되는 것은 아니고, 바람직하게는 왕복운동을 하는 철 부재의 균형을 유지할 수 있도록 좌우 2개로 형성될 수 있다. 인장 스프링과 본체 내부 단부의 연결과, 인장 스프링과 철 부재의 연결은 다양한 방법이 가능하며, 하나의 예로서, 인장 스프링의 양단에 형성되어 있는 고리에 대응하여 본체 내부 단부와 철 부재에 각각 연결홈을 형성하여 상기 인장 스프링의 고리를 연결하는 일반적인 경우를 들 수 있다. 스프링은 반복적인 자기장의발생 및 소멸에 의해 잔류 자장이 생성되지 않는 소재인 것이 바람직하며, 플라스틱 스프링 등을 사용할 수 있다.

경우에 따라서는, 상기 자기장 부재와 상기 철 부재 사이에는 철 부재의 왕복 운동을 유도할 수 있는 유도로를 부설할 수 있다. 이러한 유도로는 다양한 형태가 가능하며, 예를 들어, 원통형 본체의 내부에 축 방향으로 길게 돌출되어 있는 유도벽으로 구성되어 있고, 철 부재에는 그러한 유도벽상으로 미끄럼 왕복 운동이 가능하도록 유도홈이 형성되어 있는 구조가 가능하다.

상기 체결 부재는 각각 근육의 기시부와 종지부에 체결되는데, 한 개는 자기장 부재에 연결된 상태로 원통형 본체로부터 연장되어 있고, 다른 한 개는 자기장 부재에 연결된 상태로 원통형 본체로부터 연장되어 있다. 체결 방법은 다양한 방법이 가능하지만, 계속적인 힘을 근육의 기시부와 종지부에 제공하게 되므로 봉합사에 의해 직접 봉합할 수 있도록 다수의 체결공이 형성된 패널 형상이 바람직할 수 있다.

원통 본체의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 전체 형상의 두께를 작게하여 인체에 이식된 상태에서 불편을 주지 않기 위하여 단면 형상이 타원이거나, 각 모서리를 라운딩한 사각형인 것이 특히 바람직하다. 원통 본체의 양단은 체결부재와 자기장 부재 및 체결 부재와 철 부재를 연결하는 막대 형상의 연장 부재를 위한 연결홈을 제외하고는 각각 밀폐되어 있어서, 외부의 물질이 본체내로 유입되는 것을 방지한다.

근육의 종류에 따라서는 완만한 수축 및 이완이 행해지는 것과 빠른 수축 및이완이 행해지는 것이 있다. 따라서, 상기 자기장 부재에 대한 철 부재의 운동 속도는 필요한 경우 대체될 근육의 종류에 따라 조절하는 것이 요구될 수 있다. 이러한 철 부재의 왕복운동 속도는 자기장 부재에 의해 생성되는 자기장의 크기, 철 부재의 세기, 인장 스프링의 탄성도, 철 부재의 왕복운동시 마찰력 등 여러 요소에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 일정한 규격의 상기 인공 근육 시스템에 전류의 세기를 변화시켜 운동 속도를 조절할 수도 있다.

본 발명의 장치는 인체내에 영구적 또는 반영구적으로 삽입되는 장치이므로 적어도 인체와 직접 접하는 본체와 체결 부재 등은 생체 적합성이 있는 소재이어야 한다. 본체는 자기장 부재에 의해 형성된 자기장이 철 부재에 전달될 수 있는 소재이어야 하므로, 본체는 절연성이 있으면서 생체 적합성이 있는 실리콘 소재 등이 사용될 수 있다.

본 발명은 또한 상기 구성의 인공 근육 장치와, 인공 근육 장치에 전류를 공급하고 전류의 공급 내지 크기를 제어하는 동력/제어부를 포함하는 인공 근육 시스템에 관한 것이다.

상기 동력/제어부는 전류를 공급하는 동력부와, 전류의 공급 여부와 공급되는 전류의 크기를 제어하는 제어부로 구성되어있다. 경우에 따라서는, 동력/제어부의 작동 및 중지를 결정하는 스위치를 부가하거나, 상기 제어부 대신에 전류의 공급 여부만을 제어하는 스위치를 포함시킬 수도 있다. 상기 제어부는 일정한 시간 간격으로 전류의 공급을 제어하여 근육을 움직임으로써, 당해 근육의 운동신경이 재생될 때까지 근육이 퇴화되는 것을 방지하는 경우에 매우 유용하다. 상기 스위치의 경우에는 그러한 시간 간격을 인간이 직접 제어하고자 하는 경우에 유용하다.

근육이 완전히 퇴화되었거나 또는 근육이 완전히 퇴화되지 않았다고 하더라도 인체 특정 부위의 변화에 따라 근육이 자동적으로 계속 움직여야 하는 경우에는, 이러한 변화에 대응하여 근육을 움직이는 것이 필요하다. 따라서, 경우에 따라서는 그러한 인체의 특정 부위의 변화를 감지하여 상기 동력/제어부에 전달하는 센서를 포함시킬 수 있다. 상기 인체의 특정 부위는 다른 근육이나 장기 등이 포함될 수 있다. 일 예로, 안면 근육과 같이 좌우 대칭인 근육의 한쪽이 손상된 경우에 다른쪽의 정상 근육에 상기 센서를 장착하여 정상 근육의 변화를 감지하고 그러한 변화에 따라 손상 근육이 대응하여 움직이도록 하는 경우에 매우 유용하다.

그러한 센서는 인체 특정 부위의 변화를 감지할 수 있는 센서로서 주로 압력, 팽창력 등을 감지하게 된다. 이러한 유형의 이식형 센서는 다수가 공지되어 있는데, 예를 들어, 로젠그렌 등의 논문("A system for passive implantable pressure sensors", Sensors and Actuactors A, 43, 55-58 (1994). L. Rosengren, P. Rangsten, Y. Backlund, B. Hok, B. Svedbergh, and G. Selen) 등에 잘 개시되어 있다.

이하, 도면상의 실시예를 참조하여 본 발명의 내용을 더욱 상세히 설명하지만, 그것에 의해 본 발명의 범주가 한정되어서는 안된다.

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 인공 근육 장치의 부분 단면 사시도가 도시되어 있다. 인공 근육 장치(100)는 납작한 원통형의 본체(200) 내부의후반부에 자기장 부재(300)가 고정되어 있고, 전반부에 철 부재(400)가 위치한다. 자기장 부재(300)는 원통(310)에 코일(320)을 여러번 감은 형태이거나, 또는 원통(310) 내부에 연철 등의 금속을 삽입한 전자석의 형태일 수 있다.

철 부재(400)는 연철 등의 금속이거나 영구자석으로 되어있고, 인장 스프링(500)에 의해 본체(200)의 단부(210)에 고정된다. 따라서, 코일(320)에 전류가 공급되면 철 부재(400)는 자기장 부재(300)쪽으로 끌려오게 되고, 반대로 전류가 단절되면 철 부재(400)를 끌어오는 자기장이 사라지고, 철 부재(400)는 인장 스프링에 의해 본래의 위치로 되돌아가게 된다. 자기장 부재(300)와 철 부재(400)는 본체(200)의 외부에 위치하는 체결 부재(600)와 각각 연결되어 있다. 체결 부재(600)는 근육의 기시부와 종지부(도시하지 않음)에 각각 고정되게 되는데, 이들과의 체결을 견고히 하기 위하여 체결 부재(600)에는 봉합사에 의한 봉합을 위한 체결공이 다수 천공되어 있다. 본체(200)는 외부로부터 밀폐되어 있는데, 본체 단부(210)는 자기장 부재(300)와 철 부재(400)를 체결 부재(600)에 연결하기 위한 연결 부재(620)가 움직이는 연결홈(220)을 제외하고는 밀폐되어 있다. 본체(200)의 내부에는 축 방향으로 유도벽(230)이 형성되어 있어서, 철 부재(400)의 왕복운동을 유도하게 된다.

도 2에는 본 발명 인공 근육 장치의 변형된 예가 도시되어 있다. 도 2의 인공 근육 장치(110)는 도 1의 인공 근육 장치(100)와는 달리, 철 부재(450)는 고정되어 있고 대신 자기장 부재(350)가 움직이도록 구성되어 있다. 따라서, 철 부재(450)는 본체(250)의 한쪽 단부(252)에 고정되어 있고, 자기장 부재(350)와 철부재(450)의 사이에 위치하는 스프링은 도 1에서의 인장 스프링(500)이 아니라 압축 스프링(550)이다. 자기장 부재(350)에 전류가 공급되지 않은 상태에서는 압축 스프링(550)에 의해 자기장 부재(350)는 본체(350)의 단부(234)에 위치해 있고, 전류가 공급되어 자기장 부재(350)에서 자기장이 생성되면 자기장 부재(350)는 철 부재(450)쪽으로 이동하게 된다. 기타 구성은 도 1의 인공 근육 장치(100)와 동일하다.

도 3에는 도 1의 인공 근육 장치(100)를 사용한 인공 근육 시스템의 구조가 대략적으로 개시되어 있다.

인공 근육 시스템은 인공 근육 장치(100), 센서(700) 및 동력/제어부(800)로 구성되어 있다. 이러한 시스템을 얼굴 근육에 장착하여 사용하는 예가 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있다.

우선, 도 4에는, 바라보는 방향에서 우측의 안면 근육(A)이 마비된 환자의 얼굴 형상이 도시되어 있다. 일반적으로 얼굴 근육이 마비되면 마비된 쪽의 얼굴은 처지게 되는데, 도 4에서는 우측 근육(A)이 마비됨으로 인해 얼굴의 오른쪽이 아래로 처진 모습을 나타낸다. 반면에, 좌측 근육(B)은 정상이므로, 얼굴 전체의 형상은 오른쪽만이 처진 모습이 된다. 얼굴 근육은 일반적으로 대칭 운동을 하는 경향이 있으므로, 정상인 좌측 근육(B)의 움직임에 따라, 마비된 우측 근육(A)을 움직이게 한다면 전체적으로 조화로운 모습을 보일 수 있다.

따라서, 도 5a에서는 얼굴의 좌측 근육(B)에 센서(700)를 부착하고 대응 우측 근육(A)에 인공 근육 장치(100)를 장착하며, 이를 각각 동력/제어부(800)에 연결한다. 우측 근육(A)에 인공 근육 장치(100)를 장착할 때에는 오른쪽 얼굴 형상이 처지지 않도록 다소 기장을 주어 체결함으로써, 좌측 근육(B)이 움직이지 않은 상태에서도 얼굴 전체적으로 좌우 대칭의 모습을 보일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

동력/제어부(800)는 인체내에 삽입될 수도 있고 외부에 별도로 장착할 수도 있으며, 경우에 따라서는 동력/제어부(800)를 구성하는 제어부는 인체내에 삽입하고 전원만을 외부에 장착할 수도 있다. 전원은 일차전지 또는 이차전지의 어느 것이라도 무방하다.

좌측 근육(B)에 변화가 없을 경우(도 5a)에는 우측의 인공 근육 장치(100)는 이완된 상태로 있게 되고, 좌측 근육(B)에 변화가 있을 경우(도 5b)에는 그러한 변화가 센서(700)에 의해 감지되어 동력/제어부(800)로 전달되고 인공 근육 장치(100)에 전류를 공급하게 되는데, 이때 자기장 부재(300)에 자기장이 형성되어 철 부재(400)를 끌어당김으로써 체결 부재(600)의 상호 거리가 줄어들게 된다. 체결 부재(600)의 거리 변화는 센서(700)에 의해 감지되는 변화값에 대응하여 동일하게 변하게 되는데, 이는 동력/제어부(800)에서 컨트롤되는 전류값의 변화에 달성될 수도 있다.

도 6a에는 본 발명 인공 근육 시스템의 대략적인 구성 블록도가 도시되어 있다. 압력센서(700)는 동력/제어부(800)에 연결되어 있고, 동력/제어부(800)는 스위치(900)의 ON 상태로의 전환에 의해 작동되게 된다. 동력/제어부(800)는 증폭기(810), 로우-패스 필터(820), A/D 변환기(830), 마이크로프로세서(840), D/A변환기(850), 정전류 제어회로(860), 고전압 발생회로(870) 등으로 구성되어 있다. 경우에 따라서는, 상기 증폭기(810), 로우-패스 필터(820) 등의 일부 구성을 센서(700)에 포함되도록 변경할 수도 있다.

작동 과정을 상술하면, 압력센서(700)로부터의 신호는 증폭기(810)에 의해 증폭되고, 증폭된 아날로그 신호는 로우-패스 필터(820)에 의해 노이즈가 제거되고 A/D 변환기(830)에 의해 디지털 신호로 변환되어 마이크로프로세서(840)로 전송된다. 마이크로프로세서(840)는 그것에 내장되어 있는 연산기, 메모리, 위상변환펄스출력장치 등을 이용하여 센서(700)가 부착되어 있는 근육의 변화 정도를 계산하여, 그에따른 작동 신호를 D/A 변환기(860)로 전송한다. D/A 변환기(850)는 이러한 디지털 작동 신호를 아날로그 신호로 변환하여 정전류 제어회로(860)로 보내면, 전력원인 고전압 발생회로(870)로부터의 전류가 정전류 제어회로(860)를 통해 인공 근육 장치(100)에 가해짐으로써, 인공 근육 장치(100)가 움직이게 된다.

도 6b에는 도 6a의 블록도를 바탕으로 한 실제 회로도의 하나의 예가 도시되어 있다. 도 6b의 도면에서는 도 6a의 A/D 변환기(830)와 D/A 변환기(850)가 마이크로프로세서(840)에 합체되어 있는 것으로 구성되어 있다. 회로도에 대한 자세한 설명은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 자라면 용이하게 이해할 수 있으므로 생략하고, 그러한 당업자면 상기 설명 및 도면을 참조하여 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형이 가할 것이다.

본 발명의 인공 근육 장치를 사용하면 퇴화 과정이 진행중이거나 완전히 퇴화된 근육을 움직일 수 있으며, 그러한 인공 근육 장치를 이용한 인공 근육 시스템은 더나아가 특정 인체 기관의 움직임을 감지하여 그에 따라 작동되도록 할 수 있는 장점이 있다.

Claims (7)

1. 단면이 타원인 원통형 본체 내부의 한쪽 단부에는 전류의 공급시 자기장이 발생하는 자기장 부재가 고정되어 있고, 다른쪽 단부에는 인장 스프링에 의해 한정된 거리에서 왕복운동을 하는 철 부재가 위치하며, 상기 자기장 부재와 철 부재를 근육의 기시부와 종지부에 각각 체결하는 체결 부재가 상기 원통으로부터 연장되어 있어서, 전류가 공급되면 양 체결부재의 거리가 좁아지고 전류가 공급되지 않으면 양 체결부재의 거리가 넓어지는 구성으로 되어있는 것을 특징으로 하는 인공 근육 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 자기장 부재는 내부가 비어있는 원통에 코일을 여러번 감은 단순한 형태이거나 또는 그 내부에 연철 등을 삽입한 전자석의 형태인 것을 특징으로 하는 인공 근육 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 철 부재는 자기장 부재로부터 생성된 자기장에 의해 인력이 작용하도록 전극 방향이 설정되어 있는 영구 자석인 것을 특징으로 하는 인공 근육 장치.
4. 단면이 타원인 원통형 본체 내부의 한쪽 단부에는 철 부재가 고정되어 있고, 다른쪽 단부에는 전류의 공급시 자기장이 발생하는 자기장 부재가 한정된 거리에서왕복운동을 할 수 있도록 설치되어 있으며, 상기 철 부재와 자기장 부재 사이에 압축 스프링이 위치하고, 상기 철 부재와 자기장 부재를 근육의 기시부와 종지부에 각각 체결하는 체결 부재가 상기 원통으로부터 연장되어 있어서, 전류가 공급되면 양 체결부재의 거리가 좁아지고 전류가 공급되지 않으면 양 체결부재의 거리가 넓어지는 구성으로 되어있는 것을 특징으로 하는 인공 근육 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나에 따른 인공 근육 장치와, 인공 근육 장치에 전류를 공급하고 전류의 공급 내지 크기를 제어하는 동력/제어부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 인공 근육 시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 동력/제어부의 작동 및 중지를 결정하는 스위치를 더 부가하거나, 상기 제어부 대신에 전류의 공급 여부만을 제어하는 스위치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 인공 근육 시스템.
7. 제 5 항에 있어서, 인체의 특정 부위의 변화를 감지하여 상기 동력/제어부에 전달하는 센서를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 인공 근육 시스템.