KR20150055958A - 착용형 로봇 및 그 제어 방법 - Google Patents

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KR20150055958A
KR20150055958A KR1020130138581A KR20130138581A KR20150055958A KR 20150055958 A KR20150055958 A KR 20150055958A KR 1020130138581 A KR1020130138581 A KR 1020130138581A KR 20130138581 A KR20130138581 A KR 20130138581A KR 20150055958 A KR20150055958 A KR 20150055958A
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노창현
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삼성전자주식회사
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Abstract

착용형 로봇의 일 실시예는 착용자의 다리에 착용될 수 있도록 외골격 구조를 가지는 기구부; 상기 착용자의 적어도 한쪽 다리의 제1 위치에 부착되는 제1 근전도 센서 및 제2 위치에 부착되는 제2 근전도 센서를 포함하는 센서부; 및 상기 제1 근전도 센서에서 검출된 제1 근전도 신호 및 상기 제2 근전도 센서에서 검출된 제2 근전도 신호에 기초하여 상기 착용자의 보행을 보조하는 보행 보조 전개 시점을 검출하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

착용형 로봇 및 그 제어 방법{Wearable robot and control method for the same}
착용형 로봇 및 그 제어 방법이 개시된다. 더욱 상세하게는 부가적인 센서의 사용을 최소화하면서 보행 보조 전개 시점을 검출할 수 있는 착용형 로봇 및 그 제어 방법이 개시된다.
현재 산업현장뿐만 아니라, 장애인 및 노약자의 거동시 근력을 보조하여 거동을 도와주거나, 근육병 환자를 위한 재활치료용 또는 무거운 군장을 지는 군인용 또는 무거운 짐을 드는 산업현장용 등의 다양한 목적을 갖는 착용형 로봇(wearable robot)의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
일반적으로 이러한 근력 지원을 위한 착용형 로봇은 상지 거동을 위한 상지용 근력 보조 로봇과 하지 거동을 위한 하지용 근력 보조 로봇을 포함할 수 있다. 이 중, 하지용 근력 보조 로봇은 착용자의 다리 힘을 보조하여 보행을 돕는 역할을 하는 로봇을 말한다. 이러한 하지용 근력 보조 로봇은 착용자의 보행 상태를 감지하고, 감지된 보행 상태에 맞는 근력을 보조하도록 구동될 수 있다.
부가적인 센서의 사용을 최소화하면서 보행 보조 전개 시점을 검출할 수 있는 착용형 로봇 및 그 제어 방법이 개시된다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 착용형 로봇의 일 실시예는 착용자의 다리에 착용될 수 있도록 외골격 구조를 가지는 기구부; 상기 착용자의 적어도 한쪽 다리의 제1 위치에 부착되는 제1 근전도 센서 및 제2 위치에 부착되는 제2 근전도 센서를 포함하는 센서부; 및 상기 제1 근전도 센서에서 검출된 제1 근전도 신호 및 상기 제2 근전도 센서에서 검출된 제2 근전도 신호에 기초하여 상기 착용자의 보행을 보조하는 보행 보조 전개 시점을 검출하는 제어부를 포함한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 착용형 로봇의 제어 방법의 일 실시예는 착용자의 적어도 한쪽 다리의 제1 위치에 부착된 제1 근전도 센서 및 제2 위치에 부착된 제2 근전도 센서로부터 제1 근전도 신호 및 제2 근전도 신호를 각각 수신하는 단계; 상기 제1 근전도 신호 및 상기 제2 근전도 신호에 기초하여 상기 착용자의 보행을 보조하는 보행 보조 전개 시점을 검출하는 단계; 상기 착용자의 근력을 보조하기 위한 토크를 산출하는 단계; 및 상기 토크를 상기 착용자의 다리에 착용된 기구부의 구동부로 제공하여 상기 착용자의 근력을 보조하는 단계를 포함한다.
근전도 센서를 이용함으로써, 압력 센서, 힘/토크 센서, 엔코더, 퍼텐쇼미터 등과 같은 부가적인 센서의 사용을 최소화하면서, 착용자의 보행을 보조하는 보행 보조 전개 시점을 용이하게 검출할 수 있다.
근전도 센서가 착용자의 종아리에 부착되므로, 근전도 센서가 착용자의 대퇴부에 부착되는 경우에 비하여 착용자의 거부감을 줄일 수 있다.
도 1은 착용형 로봇의 외관에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 착용형 로봇의 외관에 대한 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 인간의 단일 보행 주기(single gait cycle)를 도시한 도면이다.
도 4는 단일 보행 주기 동안 주요 근육 그룹의 활동 및 주요 근육 그룹의 해부학적 위치를 도시한 도면이다.
도 5는 착용형 로봇의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 제1 근전도 센서의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 제어부의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 8은 제어부의 구성에 대한 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 제어부의 구성에 대한 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 제어부의 구성에 대한 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 11은 착용자의 한쪽 다리에서 측정된 제1 근전도 신호 및 제2 근전도 신호의 처리 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 착용형 로봇의 제어 방법에 대한 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 착용형 로봇 및 그 제어 방법에 대한 실시예들을 설명한다. 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1은 착용형 로봇(1)의 외관에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다. 착용형 로봇(1)은 착용자의 다리에 착용될 수 있도록 외골격(外骨格) 구조를 가질 수 있다. 착용자는 착용형 로봇(1)을 착용한 상태에서 폄(extension), 구부림(flexion), 모음(adduction), 벌림(abduction) 등의 동작을 수행할 수 있다. 폄 동작은 관절을 펴는 운동을 말하며, 구부림 동작은 관절을 구부리는 운동을 말한다. 모음 동작은 다리를 몸의 중심축으로 가까이 하는 운동을 말한다. 벌림 동작은 몸의 중심축에서 멀어지는 방향으로 다리를 뻗는 운동을 말한다. 이러한 착용형 로봇(1)은 기구부(100), 제어부(200) 및 센서부(300)를 포함할 수 있다.
기구부(100)는 착용자의 보행을 보조하기 위한 부분이다. 기구부(100)는 허리 착용부(110), 링크부(120), 관절부(130) 및 발 착용부(150)를 포함할 수 있다.
허리 착용부(110)는 착용자의 허리에 착용되는 부분이다. 도면에 도시되지는 않았으나, 허리 착용부(110)는 착용자의 허리를 지지하기 위한 지지대 및 지지대와 연결되어 착용자의 배를 감싸기 위한 고정부를 포함할 수 있다.
지지대에서 착용자의 허리와 맞닿는 부분에는 쿠션이 마련될 수 있다. 이처럼 지지대에 쿠션을 마련하는 경우, 착용자의 허리 부분의 형상에 상관 없이 착용감을 향상시킬 수 있다.
고정부는 밴드 또는 벨트로 구현될 수 있다. 고정부는 신축성 있는 소재로 구현될 수 있다. 이처럼 고정부를 신축성 있는 소재로 구현하면, 착용자는 착용자의 허리 둘레에 상관 없이 허리 착용부를 착용할 수 있다.
링크부(120)는 착용자의 다리를 지지하는 역할을 한다. 링크부(120)는 착용자의 오른쪽 다리 외측 및 왼쪽 다리 외측에 각각 마련될 수 있다. 각각의 링크부(120)는 서로 대응되는 구조를 가진다. 또한, 각각의 링크부(120)는 제1 링크(121) 및 제2 링크(122)를 포함할 수 있다.
제1 링크(121)는 착용자의 대퇴부를 지지하는 역할을 한다. 제1 링크(121)는 예를 들어, 막대 형상을 가질 수 있다. 제1 링크(121)의 일단은 허리 착용부(110)와 연결되고, 제1 링크(121)의 타단은 제2 링크(122)의 일단과 연결된다. 제1 링크(121)는 길이가 조절 가능하도록 구현될 수 있다. 이 경우, 착용자는 기구부(100)를 착용하기 전이나 기구부(100)를 착용한 후에 자신의 대퇴부의 길이에 맞게 제1 링크(121)의 길이를 조절할 수 있다.
또한, 제1 링크(121)에는 고정부(141)가 마련될 수 있다. 고정부(141)는 제1 링크(121)를 착용자의 대퇴부에 고정시키는 역할을 한다. 고정부(141)는 예를 들어, 밴드나 벨트 형태로 구현될 수 있다. 고정부(141)는 신축성 있는 소재로 구현될 수 있다. 고정부(141)가 신축성이 없는 소재로 구현되는 경우, 고정부(141)는 착용자의 대퇴부의 둘레에 상관 없이 대퇴부를 감쌀 수 있도록 충분한 길이를 가지도록 구현될 수 있다.
제2 링크(122)는 착용자의 하퇴부를 지지하는 역할을 한다. 제2 링크(122)는 예를 들어, 막대 형상을 가질 수 있다. 제2 링크(122)의 일단은 제1 링크(121)의 타단과 연결된다. 제2 링크(122)는 길이가 조절 가능하도록 구현될 수 있다. 따라서, 착용자는 기구부(100)를 착용하기 전이나 기구부(100)를 착용한 후에 자신의 하퇴부의 길이에 대응하도록 제2 링크(122)의 길이를 조절할 수 있다.
제2 링크(122)에는 고정부(142)가 마련될 수 있다. 고정부(142)는 제2 링크(122)를 착용자의 하퇴부에 고정시키는 역할을 한다. 고정부(142)는 예를 들어, 밴드 또는 벨트 형상을 가질 수 있다. 고정부(142)는 신축성 있는 소재로 구현될 수 있다. 고정부(142)가 신축성이 없는 소재로 구현되는 경우, 고정부(142)는 착용자의 하퇴부의 둘레에 상관 없이 하퇴부를 감쌀 수 있도록 충분한 길이를 가지도록 구현될 수 있다.
한편, 제2 링크(122)의 타단에는 발 착용부(150)가 연결된다. 발 착용부(150)에는 착용자의 발을 발 착용부(150)에 고정시키기 위한 고정부(미도시)가 마련될 수 있다. 고정부는 착용자의 발 등을 감쌀 수 있도록 밴드 혹은 벨트 형태로 마련될 수 있다.
관절부(130)는 엉덩이 관절(131), 무릎 관절(132) 및 발목 관절(133)을 포함할 수 있다. 각 관절들(131, 132, 133)은 적어도 1 자유도(Degree Of Freedom; DOF)를 가질 수 있다. 여기서 자유도란 정기구학(Forward Kinematics) 또는 역기구학(Inverse Kinematics)에서의 자유도를 말한다. 기구의 자유도란 기구의 독립적인 운동의 수, 또는 각 링크 간의 상대 위치의 독립된 운동을 결정하는 변수의 수를 말한다. 예를 들어, x축, y축, z축으로 이루어진 3차원 공간 상의 물체는 물체의 공간적인 위치(position)를 결정하기 위한 3 자유도(즉, 각 축에서의 위치)와, 물체의 공간적인 자세(orientation)를 결정하기 위한 3 자유도를 갖는다. 구체적으로, 어떤 물체가 각 축을 따라 이동 가능하고, 각각의 축을 기준으로 회전 가능하다고 한다면, 이 물체는 6 자유도를 갖는 것으로 이해될 수 있다.
엉덩이 관절(131)은 제1 링크(121)의 일단과 허리 착용부(110)의 연결 부위에 마련된다. 엉덩이 관절(131)은 예를 들어, 구부림, 폄, 모음 및 벌림 동작 중 적어도 하나가 가능하도록 구현될 수 있다. 엉덩이 관절(131)은 예를 들어, 지정된 축을 중심으로 회전하는 회전형 관절(revolute joint)로 구현될 수 있다.
무릎 관절(132)은 제1 링크(121)와 제2 링크(122)의 연결 부위에 마련된다. 무릎 관절(132)은 구부림 및 폄 동작이 가능하도록 구현될 수 있다. 이를 위해 무릎 관절은 예를 들어, 회전형 관절로 구현될 수 있다.
발목 관절(133)은 제2 링크(122)와 발 착용부(150)의 연결 부위에 마련된다. 발목 관절(133)은 구부림 동작 및 폄 동작이 가능하도록 구현될 수 있다. 발목 관절(133)은 예를 들어, 회전형 관절로 구현될 수 있다.
각 관절(131, 132, 133)에는 구동부(도 5의 150 참조)가 마련될 수 있다. 각 관절(131, 132, 133)에 마련된 구동부(150)는 제어부(200)로부터 제공받은 제어신호에 따라 각 관절(131, 132, 133)에 구동력을 제공한다. 그 결과, 착용자의 보행을 보조할 수 있다. 구동부(150)는 예를 들어, 모터, 진공 펌프(vacuum pump) 및 수압 펌프(hydraulic pump) 중 하나로 구현될 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.
센서부(300)는 착용자의 보행 상태를 판단하는데 필요한 물리량(物理量) 예를 들어, 소리, 빛, 온도, 압력, 가속도, 속도, 기울기 등을 측정할 수 있다. 센서부(300)에서 측정된 신호는 제어부(200)로 전송될 수 있다. 이 때, 센서부(300)에서 출력된 신호는 유선 또는 무선 통신을 통해 제어부(200)로 전송될 수 있다. 센서부(300)는 예를 들어, 자이로 센서(도 5의 310 참조), 가속도 센서(도 5의 320 참조) 및 근전도 센서(330, 340)를 포함할 수 있다.
자이로 센서(310)는 착용자의 상체의 기울기를 측정할 수 있다. 자이로 센서(310)는 예를 들어, 3축 자이로 센서일 수 있다. 자이로 센서(310)는 예를 들어, 허리 착용부(110)에 설치될 수 있다. 구체적으로, 자이로 센서(310)는 허리 착용부(110) 중에서 착용자의 상체에 대응되는 위치에 설치될 수 있다.
가속도 센서(320)는 보행 중인 착용자의 가속도나 착용자가 받는 충격의 세기를 측정할 수 있다. 가속도 센서(320)는 예를 들어, 3축 가속도 센서일 수 있다. 가속도 센서(320)는 예를 들어, 허리 착용부(110)에 설치될 수 있다. 구체적으로, 가속도 센서(320)는 허리 착용부(110) 중에서 착용자의 상체 또는 골반에 대응되는 위치에 설치될 수 있다.
근전도 센서(330, 340)는 착용자의 피부에 부착되어, 근전도 신호(EMG signal)를 측정할 수 있다. 근전도 신호는 근육의 상태를 나타내는 생체신호이다. 구체적으로, 근육이 수축할 때 근섬유에서는 미세한 전위차가 발생하는데, 이 전위차를 전극으로 감지한 것을 근전도 신호라 한다. 근전도 신호는 착용자의 근육에 바늘을 꽂아 측정하거나, 착용자의 피부에 전극을 붙여 측정할 수 있다. 이하, 착용자의 피부에 전극을 붙여 근전도 신호를 측정하는 근전도 센서(330, 340)를 예로 들어 설명하기로 한다.
실시예에 따르면, 근전도 센서(330, 340)는 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)를 포함할 수 있다. 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)는 모두 착용자의 하퇴부에 부착될 수 있다. 구체적으로, 제1 근전도 센서(330)는 착용자의 전경골근(tibialis anterior)에 부착될 수 있다. 제2 근전도 센서(340)는 착용자의 하퇴(下腿) 후면의 장딴지를 형성하고 있는 하퇴삼두근(triceps surae muscle) 중에서 가자미근(soleus)에 부착될 수 있다.
예시된 바와 같은 위치에 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)를 부착하면, 근전도 센서들(330, 340)을 착용자의 대퇴부에 부착하는 경우에 비하여, 거부감을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라, 제1 근전도 센서(330)에서 검출된 근전도 신호 및 제2 근전도 센서(340)에서 검출된 근전도 신호에 기초하여 보행 보조 전개 시점을 검출하였을 때, 보다 신빙성 있는 결과를 얻을 수 있다. 제1 근전도 센서 및 제2 근전도 센서의 부착 위치 선정 이유에 대한 보다 구체적인 설명은 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
한편, 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)는 하드웨어적으로 분리된 형태로 구현될 수 있다. 이 경우, 착용자는 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)를 지정된 위치에 직접 부착하거나 탈착할 수 있다.
다른 예로, 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)는 하드웨어적으로 분리되되, 양말 또는 스타킹 등과 같이, 다리를 감싸는 의류에 내장될 수도 있다. 이 경우, 착용자는 양말 또는 스타킹을 신는 행위를 함으로써, 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)를 해당 부위에 부착하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
상술한 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)는 착용자의 두 다리에 각각 마련될 수 있다. 즉, 착용자의 왼쪽 다리의 지정된 위치에 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)가 부착되고, 착용자의 오른쪽 다리의 지정된 위치에 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)가 부착된다.
센서부(300)에 포함되는 센서들(310, 320, 330, 340)은 각각 하드웨어적으로 별도의 모듈로 구현될 수 있다. 그러나 각각의 센서가 반드시 별도의 모듈로 구현되어야하는 것은 아니며, 하나의 센서가 다른 센서와 통합되어 하나의 모듈로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 가속도 센서(320)는 자이로 센서(310)와 통합되어 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 다른 예로, 가속도 센서(320)는 근전도 센서(330, 340)와 통합되어 하나의 모듈로 구현될 수도 있다.
이상, 도 1을 참조하여 일 실시예에 따른 착용형 로봇(1)을 설명하였다. 도 1에 도시된 착용형 로봇(1)은 착용자가 보행하는 동안 착용자의 대퇴부 및 하퇴부를 모두 보조할 수 있다. 이와는 다르게 착용형 로봇은 착용자의 대퇴부만을 보조할 수도 있다. 이 경우, 착용형 로봇은 도 1에 도시된 것과는 다소 다른 외관을 가진다. 이에 대한 보다 구체적인 설명을 위해 도 2를 참조하기로 한다.
도 2는 착용형 로봇(10)의 외관에 대한 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 착용형 로봇(10)은 기구부(100), 센서부(300) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 도 2의 센서부(300) 및 제어부는 도 1의 센서부(300) 및 제어부(200)와 동일하거나 유사하므로, 중복되는 설명은 생략하고, 기구부(100)를 위주로 설명하기로 한다.
기구부(100)는 착용자가 보행하는 동안 착용자의 대퇴부의 근력을 보조하기 위한 부분이다. 기구부(100)는 허리 착용부(110), 대퇴 착용부(160), 링크부(120) 및 관절부(130)를 포함할 수 있다.
허리 착용부(110)는 착용자의 허리에 착용되는 부분이다. 도면에 상세히 도시되지는 않았으나, 허리 착용부(110)는 착용자의 허리를 지지하기 위한 지지대 및 지지대와 연결되어 착용자의 배를 감싸기 위한 고정부를 포함할 수 있다. 고정부는 밴드 또는 벨트로 구현될 수 있다.
대퇴 착용부(160)는 착용자의 대퇴부에 착용되는 부분이다. 대퇴 착용부(160)는 착용자의 오른쪽 대퇴부 및 왼쪽 대퇴부에 각각 착용될 수 있도록 두 개가 마련될 수 있다. 도면에 상세히 도시되지는 않았으나, 각각의 대퇴 착용부(160)는 착용자의 대퇴부 예를 들면, 무릎 바로 위쪽 부분을 지지하기 위한 지지대 및 지지대와 연결되어 착용자의 대퇴부를 감싸기 위한 고정부를 포함할 수 있다. 고정부는 밴드 또는 벨트로 구현될 수 있다.
링크부(120)는 착용자의 대퇴부를 지지하는 역할을 한다. 링크부(120)는 착용자의 오른쪽 대퇴부 및 왼쪽 대퇴부에 각각 착용될 수 있도록 두 개가 마련될 수 있다. 도면에 상세히 도시되지는 않았으나, 링크부(120)는 막대 형상을 가질 수 있다. 각 링크부(120)의 일단은 허리 착용부(110)에 연결되고, 각 링크부(120)의 타단은 대퇴 착용부(160)에 연결된다. 각 링크부(120)의 길이는 조절 가능하도록 구현될 수 있다. 따라서 착용자는 기구부(100)를 착용하기 전이나 착용한 후, 자신의 대퇴부 길이에 맞추어 각 링크부(120)의 길이를 조절할 수 있다.
관절부(130)는 엉덩이 관절(131) 및 무릎 관절(132)을 포함할 수 있다. 각 관절(131, 132)은 적어도 1 자유도를 가질 수 있다. 엉덩이 관절(131)은 링크부(120)의 일단과 허리 착용부(110)의 연결 부위에 마련된다. 엉덩이 관절(131)은 예를 들어, 구부림, 폄, 모음 및 벌림 동작 중 적어도 하나가 가능하도록 구현될 수 있다. 무릎 관절(132)은 링크부(120)의 타단과 대퇴 착용부(160)의 연결 부위에 마련된다. 무릎 관절(132)은 예를 들어, 구부림 및 폄 동작이 가능하도록 구현될 수 있다. 이를 위해 무릎 관절(132)은 예를 들어, 회전형 관절로 구현될 수 있다.
각 관절(131, 132)에는 구동부(미도시)가 마련될 수 있다. 각 관절(131, 132)에 마련된 구동부는 제어부(미도시)로부터 제공받은 제어신호에 따라 각 관절(131, 132)에 구동력을 제공한다. 구동부는 예를 들어, 모터, 진공 펌프 및 수압 펌프 중 하나로 구현될 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하여, 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)의 부착 위치 선정 이유에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 도 3은 인간의 단일 보행 주기(single gait cycle)를 도시한 도면이다. 도 4는 단일 보행 주기 동안 주요 근육 그룹의 전형적인 활동 및 주요 근육 그룹의 해부학적 위치를 도시한 도면이다.
보행 주기는 한쪽 다리의 발꿈치가 지면에 닿는 시점부터 같은쪽 다리의 발꿈치가 다시 지면에 닿는 시점까지를 말한다. 도 3은 오른쪽 다리에 의해 이루어지는 보행 주기를 예시하고 있다. 이하, 오른쪽 다리를 기준으로 보행 주기를 설명하기로 한다.
보행 주기는 입각기(Stance phase)와 유각기(Swing phase)로 나누어진다. 입각기는 오른쪽 다리가 지면에 닿아 체중을 지지하는 시기를 말하며, 보통 보행 주기의 60%를 차지한다. 유각기는 오른쪽 다리가 지면에서 떨어져 있는 시기를 말하며, 보통 보행 주기의 40%를 차지한다.
입각기는 체중 부하기(Loading response), 중간 입각기(Mid-stance), 말기 입각기(Terminal stance) 및 전유각기(Pre-swing)으로 나누어진다. 유각기는 초기 유각기(Initial swing), 중간 유각기(Mid-stance) 및 말기 유각기(Terminal swing)으로 나누어진다.
이처럼 보행 주기를 7개의 구간으로 나누기 위해 보행 동작은 8개의 과정으로 세분화된다. 구체적으로, 초기 접지(Initial contact; IC), 반대쪽 발가락 떼기(Opposite toe off; OT), 발뒤꿈치 상승(heel rise; HR), 반대쪽 초기 접지(Opposite initial contact; OI), 발가락 떼기(Toe off; TO), 양발 인접(Feet adjacent; FA), 경골 수직(Tibia vertical; TV) 및 다음 초기 접지(Initial contact; IC)로 세분화된다.
초기 접지는 오른쪽 발이 지면과 접촉할 때를 말한다. 보행 주기를 100%라고 했을 때, 초기 접지는 보행 주기의 0% 지점에 해당한다. 초기 접지는 입각기의 시작에 해당한다.
반대쪽 발가락 떼기는 왼쪽 발가락이 지면에서 떨어질 때를 말하는 것으로, 보행 주기의 10% 지점에서 해당한다.
발뒤꿈치 상승은 오른쪽 발뒤꿈치가 지면으로부터 들릴 때를 말하는 것으로, 보행 주기의 30% 지점에서 발생한다.
반대쪽 초기 접지는 왼쪽 발뒤꿈치가 지면에 접촉할 때를 말하는 것으로, 보행 주기의 50% 지점에서 발생한다.
발가락 떼기는 오른쪽 발가락이 지면으로부터 떨어질 때를 말하는 것으로, 보행 주기의 60% 지점에서 발생한다.
양발 인접은 유각기에 있는 오른쪽 발이 입각기에 있는 왼쪽 발의 옆에 왔을 때를 말한다. 양발 인접은 보행 주기의 73% 지점에서 발생한다.
경골 수직은 유각기에 있는 오른쪽 다리의 경골이 지면에 대해 수직 방향을 향할 때를 말한다. 경골 수직은 보행 주기의 87% 지점에서 발생한다.
앞서 설명한 바와 같이, 입각기는 체중 부하기, 중간 입각기, 말기 입각기 및 전유각기로 나뉘어진다. 이 중 체중 부하기는 초기 접지(IC)부터 반대쪽 발가락 떼기(OT)까지의 구간에 해당한다. 중간 입각기는 반대쪽 발가락 떼기(OT)부터 발뒤꿈치 상승(HR)까지의 구간에 해당한다. 말기 입각기는 발뒤꿈치 상승(HR)부터 반대쪽 초기 접지(OI)까지의 구간에 해당한다. 그리고, 전유각기는 반대쪽 초기 접지(OI)부터 발가락 떼기(TO)까지의 구간에 해당한다.
유각기는 초기 유각기, 중간 유각기 및 말기 유각기로 나뉘어 진다. 초기 유각기는 발가락 떼기(TO)부터 양발 인접(FA)까지의 구간에 해당한다. 중간 유각기는 양발 인접(FA)부터 경골 수직(TV)까지의 구간에 해당한다. 그리고 말기 유각기는 경골 수직(TV)부터 다음 초기 접지(IC)까지의 구간에 해당한다.
보행 주기 동안 주요 근육 그룹의 활동은 도 4에 도시된 바와 같이 나타난다. 도 4를 참조하면, 주요 근육 그룹으로서, 대둔근(Gluteus maximus), 장요근(Iliopasoas), 슬굴곡근(Hamstring muscles), 대퇴사두근(Quadriceps femoris muscle), 하퇴삼두근(Triceps surae muscle) 및 전경골근(Tibialis anterior)의 활동이 나타나 있는 것을 알 수 있다.
도 4를 참조하면, 슬굴곡근 및 대퇴사두근은 보행 초기에 활성화되는 것을 알 수 있다. 이처럼, 슬굴곡근이나 대퇴사두근은 보행 초기에 활성화되기 때문에, 슬굴곡근이나 대퇴사두근에서 측정된 근전도 신호는 보행 보조 전개 시점을 판단하기 위한 데이터로서 활용될 수 있다. 그러나 슬굴곡근이나 대퇴사두근은 근전도 센서의 부착이 용이하지 않으며, 근전도 센서를 부착하더라도 착용자가 거부감을 느낄 수 있다.
그런데 도 4에서, 반대쪽 발가락 떼기(OT)와 발뒤꿈치 상승(HR) 사이의 구간을 살펴보면, 전경골근이 비활성화되고, 하퇴삼두근이 활성화된 시점에서는 슬굴곡근 및 대퇴사두근이 모두 활성화된 것을 알 수 있다. 이는, 전경골근 및 하퇴삼두근에서 각각 검출된 근전도 신호를 활용하면, 슬굴곡근이나 대퇴사두근에서 근전도 신호를 검출하지 않더라도 보행 보조 전개 시점을 검출할 수 있음을 의미한다.
도 3의 보행 동작을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 초기 접지(IC) 동작에서는 오른쪽 다리의 발가락이 위로 올라가면서 전경골근이 활성화(수축)되고, 초기 접지(IC) 동작 이후부터는 위로 올라갔던 오른쪽 다리의 발가락이 내려오면서 전경골근이 서서히 비활성화(이완) 된다. 이 후, 반대쪽 발가락 떼기(OT) 동작 이후에 왼쪽 다리가 스윙하면서 오른쪽 다리로는 지면을 박차기 시작하므로, 오른쪽 다리의 하퇴삼두근이 서서히 활성화(수축)된다. 따라서, 전경골근이 비활성화 상태이고, 하퇴삼두근이 활성화 상태인 시점을 보행 보조 시점으로 검출하면, 보행 초기 동작을 검출할 수 있는 것이다.
이러한 이유로, 제1 근전도 센서(330)는 전경골근에 부착되며, 제2 근전도 센서(340)는 하퇴삼두근에 부착된다. 하퇴삼두근은 하퇴(下腿) 후면의 장딴지를 형성하고 근육으로, 두 개의 비복근(gastrocnemius)과 한 개의 가자미근(soleus)을 포함한다. 실시예에 따르면, 제2 근전도 센서(340)는 가자미근에 부착될 수 있다. 그러나 제2 근전도 센서(340)의 부착 위치는 이로 한정되는 것은 아니며, 비복근에 부착될 수도 있다.
도 5는 착용형 로봇(1)의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 착용형 로봇(1)은 센서부(300), 제어부(200) 및 기구부(100)를 포함할 수 있다.
센서부(300)는 자이로 센서(310), 가속도 센서(320), 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)를 포함할 수 있다. 자이로 센서(310)는 착용자의 상체의 기울기를 측정할 수 있으며, 가속도 센서(320)는 착용자의 가속도, 진동 또는 충격 등을 검출할 수 있다. 제1 근전도 센서(330)는 착용자의 전경골근에 부착되어, 근전도 신호를 검출할 수 있다. 제2 근전도 센서(340)는 착용자의 가자미근에 부착되어, 근전도 신호를 검출할 수 있다. 여기서, 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)의 구성에 대해서 살펴보기로 한다. 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)의 구성은 서로 동일하므로, 제1 근전도 센서(330)를 기준으로 설명하기로 한다.
도 6은 제1 근전도 센서(330)의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 제1 근전도 센서(330)는 전극(331), 증폭부(332), 정류부(333), 필터부(334), A/D 변환부(335) 및 송신부(336)를 포함할 수 있다.
전극(331)은 착용자의 피부 표면에 부착되는 부분으로, 적어도 하나가 마련될 수 있다. 예를 들면, 기준전극(Reference electrode), 활동전극(Active electrode) 및 접지전극(Ground electrode)이 마련될 수 있다. 기준전극(+)은 힘줄(tendon) 또는 뻐 근처에 부착될 수 있다. 활동전극(-)은 근육 주변에 부착될 수 있다. 접지전극은 인체에 부착될 수 있다. 이러한 전극(331)으로는 예를 들어 Ag/AgCl 전극이 사용될 수 있다.
증폭부(332)는 기준전극과 활동전극 사이에 형성된 전위차 즉, 근전도 신호를 증폭시킬 수 있다. 증폭부(332)는 예를 들어, 근전도 신호를 약 1000배 가량 증폭시킬 수 있다. 그러나 특별히 이로 한정되는 것은 아니며, 증폭부(332)는 다른 증폭 비율로 근전도 신호를 증폭시킬 수도 있다. 증폭부(332)에서 증폭된 근전도 신호는 정류부(333)로 제공될 수 있다.
정류부(333)는 증폭부(332)에서 제공받은 근전도 신호를 정류할 수 있다. 정류는 근전도 신호의 절대값을 얻는 과정이다. 근전도 신호는 양과 음의 신호를 동시에 가지고 있어 이를 평균할 경우 0에 가까워진다. 이러한 근전도 신호를 그대로 사용할 경우 근전도 신호의 특성이 왜곡될 수 있기 때문에 근전도 신호의 절대값을 구하는 것이다. 정류된 근전도 신호는 필터부(334)로 제공될 수 있다.
필터부(334)는 정류부(333)에서 제공받은 근전도 신호를 필터링할 수 있다. 정류된 근전도 신호를 필터링하는 이유는 근전도 신호에서 유용한 정보를 분리해내기 위함이다. 구체적으로, 근전도 신호에서 유용한 정보는 10~500Hz 사이에 분포한다. 따라서, 10Hz의 차단 주파수를 갖는 고대역 통과 필터(High Pass Filter: HPF)와 500Hz의 차단 주파수를 갖는 저대역 통과 필터(Low Pass Filter: LPF)를 이용하여, 근전도 신호를 아날로그 필터링하면, 증폭된 근전도 신호로부터 유용한 정보를 포함하는 근전도 신호를 분리해낼 수 있다. 필터부(334)에서 필터링된 근전도 신호는 A/D 변환부(335)로 제공될 수 있다.
A/D 변환부(335)는 필터부(334)에서 제공받은 근전도 신호를 아날로그 값에서 디지털 값으로 변환할 수 있다. 디지털 신호로 변환된 근전도 신호는 송신부(336)로 제공될 수 있다.
송신부(336)는 후술될 제어부(200)의 수신부와 짝을 이루어 동작하는 부분이다. 송신부(336)는 디지털 신호로 변환된 근전도 신호를 제어부(200)로 전송할 수 있다. 이 때, 디지털 신호로 변환된 근전도 신호는 유선 통신 또는 무선 통신을 이용하여 전송될 수 있다. 유선 통신이 이용되는 경우, 제1 근전도 센서(330)의 송신부(336)와 제어부(200)의 수신부 사이에는 특수 섬유 예를 들어, 전도 섬유(conductive fiber)가 마련될 수 있으며, 이 특수 섬유에 의해 신호가 전송될 수 있다. 제1 근전도 센서(330)의 송신부(336)와 제어부(200)의 수신부 간에 무선 통신이 이용되는 경우에는 예를 들어, 블루투스(Bluetooth), Zigbee(IEEE 802.15.1), RFID(Radio Frequency Idemtification), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 또는 Wi-Fi(Wi-Fi Alliance의 상표명)에 의해 신호가 전송될 수 있다.
이상, 제1 근전도 센서(330)에서 측정된 신호가 제어부(200)로 전송될 때, 유선 통신 또는 무선 통신을 이용하여 전송됨을 설명하였다. 그러나 이는 제1 근전도 센서(330)에만 한정되는 것은 아니며, 자이로 센서(310) 및/또는 가속도 센서(320)에서 측정된 신호도 유선 통신 또는 무선 통신을 이용하여 제어부(200)로 전송될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 제어부(200)는 제1 근전도 센서(330)에서 전송된 근전도 신호(이하, '제1 근전도 신호'라 한다) 및 제2 근전도 센서(340)에서 전송된 근전도 신호(이하, '제2 근전도 신호'라 한다)에 기초하여, 보행 보조를 전개(展開)하는 보행 보조 전개 시점을 검출할 수 있다. 또한 제어부(200)는 자이로 센서(310)에서 전송된 신호 및 가속도 센서(320)에서 전송된 신호 중 적어도 하나에 기초하여, 착용자의 근력을 보조하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다. 생성된 제어신호는 기구부(100)의 구동부(150)로 전송될 수 있다. 여기서, 도 7을 참조하여, 제어부(200)의 구성에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 7은 제어부의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 제어부(200A)는 수신부(210A), 경계값 처리부(220A), 온셋/오프셋 검출부(240A), 보행 보조 전개 시점 검출부(250A) 및 토크 산출부(260A)를 포함할 수 있다.
수신부(210A)는 센서부(300)의 각 센서(310, 320, 330, 340)에서 검출된 신호를 수신할 수 있다. 앞서 설명하였듯이, 신호의 수신은 유선 통신 또는 무선 통신을 이용하여 수신될 수 있다. 수신부(210A)로 수신된 신호 중에서 자이로 센서(310) 또는 가속도 센서(320)에서 검출된 신호는 후술될 토크 산출부(260A)로 제공될 수 있다. 수신부(210A)로 수신된 신호 중에서 제1 근전도 센서(330)에서 검출된 제1 근전도 신호 및 제2 근전도 센서(340)에서 검출된 제2 근전도 신호는 후술될 경계값 처리부(220A)로 제공될 수 있다.
경계값 처리부(220A)는 제1 근전도 신호 및 제2 근전도 신호에 대하여 각각 경계값 처리를 할 수 있다. 경계값 처리란 경계값 이상의 크기를 가지는 근전도 신호에 대해서는 1이라는 값을 출력하고, 경계값 미만의 크기를 가지는 근전도 신호에 대해서는 0이라는 값을 출력하는 처리를 말한다. 경계값 처리가 적용된 근전도 신호는 온셋/오프셋 검출부(240A)로 제공될 수 있다.
온셋/오프셋 검출부(240A)는 경계값 처리된 제1 근전도 신호에서 온셋(Onset) 시점 및 오프셋(Offset) 시점을 검출할 수 있다. 마찬가지로, 온셋/오프셋 검출부(240A)는 경계값 처리된 제2 근전도 신호에서 온셋 시점 및 오프셋 시점을 검출할 수 있다. 여기서, 온셋 시점은 근육이 활성화되는 시점을 말하며, 오프셋 시점은 근육이 비활성화되는 시점을 말한다. 온셋 시점은 경계값 처리된 근전도 신호에서 파형이 올라가는 순간에 대응될 수 있다. 반대로 오프셋 시점은 경계값 처리된 근전도 신호에서 파형이 내려가는 순간에 대응될 수 있다. 온셋/오프셋 검출부(240A)에서 검출된 결과는 후술될 보행 보조 전개 시점 검출부(250A)로 제공될 수 있다.
보행 보조 전개 시점 검출부(250A)는 제1 근전도 신호에 대한 온셋 시점 및 오프셋 시점 검출 결과와 제2 근전도 신호에 대한 온셋 시점 및 오프셋 시점 검출 결과에 기초하여 보행 보조 전개 시점을 검출할 수 있다.
구체적으로, 보행 보조 전개 시점 검출부(250A)는 제1 근전도 신호가 오프셋 상태이고, 제2 근전도 신호가 온셋 상태인 시점을 보행 보조 전개 시점으로 검출할 수 있다. 이 때, 보행 보조 전개 시점은 제1 근전도 신호의 오프셋과 제2 근전도 신호의 온셋 중에서 어떠한 상태가 먼저 있어났는지와는 상관 없이 검출될 수 있다.
예를 들어, 제1 근전도 신호가 먼저 오프셋된 후에 제2 근전도 신호가 온셋으로 되었다 하더라도, 제1 근전도 신호의 오프셋 상태 및 제2 근전도 신호의 온셋 상태를 만족하는 시점은 보행 보조 시점으로 검출될 수 있다. 다른 예로, 제2 근전도 신호가 먼저 온셋된 후에 제1 근전도 신호가 오프셋으로 되었다 하더라도, 제1 근전도 신호의 오프셋 상태 및 제2 근전도 신호의 온셋 상태를 만족하는 시점은 보행 보조 전개 시점으로 검출될 수 있다. 보행 보조 전개 시점 검출 결과는 후술될 토크 산출부(260A)로 제공될 수 있다.
토크 산출부(260A)는 보행 보조 전개 시점을 기준으로 한 보행 보조 시간 동안 착용자의 근력을 보조하기 위한 토크를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보행 보조 시간은 보행 보조 전개 시점에서부터 고정된 시간을 의미할 수 있다. 예를 들어, 보행 보조 시간은 보행 보조 전개 시점에서부터 2초 동안을 의미할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 보행 보조 시간은 보행 보조 전개 시점에서부터 스윙 다리의 발이 지면에 접촉할 때까지를 의미할 수 있다. 도 3 및 도 4에 대한 설명을 참조하면, 오른쪽 다리에 대한 보행 보조 전개 시점은 오른쪽 다리가 지지 다리인 동안에 검출되는 것을 알 수 있다. 또한, 오른쪽 다리에서 보행 보조 전개 시점이 검출된 이후에 왼쪽 다리가 스윙하여 지면에 접촉되는 것을 알 수 있다. 따라서, 보행 보조 전개 시점부터 스윙 다리인 왼쪽 다리의 발이 지면에 접촉할 때까지를 보행 보조 시간으로 정할 수 있는 것이다.
도 3에는 오른쪽 다리에 대한 보행 보조 전개 시점만이 도시되어 있지만, 왼쪽 다리가 지지 다리인 동안에는 왼쪽 다리에 대한 보행 보조 전개 시점이 검출된다. 즉, 도 3에서 발가락 떼기(TO) 동작 이후에 왼쪽 다리에 대한 보행 보조 전개 시점이 검출된다. 왼쪽 다리에서 보행 보조 전개 시점이 검출된 이후에 오른쪽 다리가 스윙하여 오른쪽 다리가 다시 지면에 접촉되는 초기 동작(IC)까지 보행 보조가 이루어질 수 있다.
한편, 토크 산출부(260A)는 구동부 중에서 엉덩이 관절들(131)에 마련된 구동부(150)들로 제공할 토크를 각각 산출할 수 있다. 엉덩이 관절들(131)에 마련된 구동부(150)들로 제공될 토크의 크기는 지면에 대한 착용자의 몸체의 기울기 또는 착용자의 이동 속도에 비례할 수 있다. 지면에 대한 착용자의 몸체의 기울기는 자이로 센서(310)에서 검출될 수 있다. 착용자의 이동 속도는 가속도 센서(320)에서 검출된 가속도로부터 산출될 수 있다.
엉덩이 관절들(131)에 마련된 구동부(150)들 중에서 지지 다리(support leg)의 엉덩이 관절에 마련된 구동부와, 스윙 다리(swing)의 엉덩이 관절에 마련된 구동부에는 서로 반대 방향의 토크가 제공될 수 있다. 구체적으로, 지지 다리의 엉덩이 관절(131)에 마련된 구동부로는 착용자의 보행 방향과 반대 방향으로 토크가 제공될 수 있다. 이에 비하여, 스윙 다리의 엉덩이 관절(131)에 마련된 구동부로는 착용자의 보행 방향으로 토크가 제공될 수 있다.
좀 더 구체적으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 오른쪽 다리에 대한 보행 보조 전개 시점은 반대쪽 발가락 떼기(OT) 동작 이후에 검출되는 것을 알 수 있다. 또한 반대쪽 발가락 떼기(OT) 동작 이후에는 발뒤꿈치 상승(HR) 동작이 이루어지는 것을 알 수 있다. 발뒤꿈치 상승(HR) 동작에서 착용자는 오른쪽 다리로 지면을 박차면서 왼쪽 다리를 들어올려 앞으로 내딛는다. 즉, 착용자는 오른쪽 다리에는 보행 방향과 반대 방향으로 힘을 가하고, 왼쪽 다리에는 보행 방향으로 힘을 가한다. 따라서, 오른쪽 다리(지지 다리)의 엉덩이 관절(131)에 마련된 구동부에는 보행 방향과 반대 방향에 해당하는 토크를 제공하고, 왼쪽 다리(스윙 다리)의 엉덩이 관절(131)에 마련된 구동부에는 보행 방향에 해당하는 토크를 제공하면, 착용자의 보행을 보조할 수 있는 것이다.
도 8은 제어부(220B)의 구성에 대한 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(220B)는 수신부(210B), 경계값 처리부(220B), 온셋/오프셋 검출부(240B), 보행 보조 전개 시점 검출부(250B) 및 토크 산출부(260B)를 포함할 수 있다.
도 8의 수신부(210B), 경계값 처리부(220B), 온셋/오프셋 검출부(240B) 및 토크 산출부(260B)는 도 7에서 설명한 수신부(210A), 경계값 처리부(220A), 온셋/오프셋 검출부(240A) 및 토크 산출부(260A)와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하고, 보행 보조 전개 시점 검출부(250B)를 위주로 설명하기로 한다.
보행 보조 전개 시점 검출부(250B)는 제1 근전도 신호에 대한 온셋/오프셋 검출 결과, 제2 근전도 신호에 대한 온셋/오프셋 검출 결과 및 중력 가속도에 기초하여 보행 보조 전개 시점을 검출할 수 있다. 구체적으로, 보행 보조 전개 시점 검출부(250B)는 중력 가속도의 값이 급격히 증가한 다음, 제1 근전도 신호가 오프셋 상태이고, 제2 근전도 신호가 온셋 상태인 시점을 보행 보조 전개 시점으로 검출할 수 있다.
구체적으로, 착용자가 가만히 서있는 상태라면, 착용형 로봇(1)에서 측정되는 중력 가속도는 지면에 수직한 방향으로 1g의 값을 갖는다. 이러한 상태에서 착용자가 보행을 시작하여, 도 3의 초기 접지(IC) 동작이 이루어지면, 오른쪽 다리의 발뒤꿈치가 지면에 접촉하면서 착용형 로봇(1)에서 측정되는 중력 가속도의 값이 급격히 증가한다. 초기 접지(IC) 동작 이후에 반대쪽 발가락 떼기(OT) 동작이 이루어지면, 오른쪽 다리에 대한 보행 보조 전개 시점이 검출된다.
이처럼, 보행 보조 전개 시점은 중력 가속도의 값이 급격히 증가한 이후에 검출된다. 따라서 제1 근전도 신호 및 제2 근전도 신호뿐만 아니라, 중력 가속도 값을 추가로 활용하면, 보행 보조 전개 시점을 보다 정확하게 검출할 수 있다. 즉, 근전도 신호는 착용자가 다리를 움직이지 않는 경우에도 측정될 수 있는데, 착용형 로봇(1)에서 측정된 중력 가속도 값을 활용하면, 근전도 신호가 부정확한 경우를 커버할 수 있는 것이다.
한편, 보행 보조 전개 시점은 제1 근전도 신호의 오프셋과 제2 근전도 신호의 온셋 중에서 어떠한 상태가 먼저 일어났는지와는 상관 없이 검출될 수 있다.
예를 들어, 착용형 로봇(1)에서 측정된 중력 가속도의 값이 급격히 증가한 다음, 제1 근전도 신호가 먼저 오프셋되고, 제2 근전도 신호가 온셋으로 되었다 하더라도, 제1 근전도 신호의 오프셋 상태 및 제2 근전도 신호의 온셋 상태를 만족하는 시점은 보행 보조 전개 시점으로 검출될 수 있다. 다른 예로, 착용형 로봇(1)의 중력 가속도의 값이 급격히 증가한 증가한 다음, 제2 근전도 신호가 먼저 온셋된 후에, 제1 근전도 신호가 오프셋으로 되었다 하더라도, 제1 근전도 신호의 오프셋 상태 및 제2 근전도 신호의 온셋 상태를 만족하는 시점은 보행 보조 전개 시점으로 검출될 수 있다.
도 9는 제어부(200C)의 구성에 대한 또 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제어부(200C)는 수신부(210C), 제1 필터부(231C), 제2 필터부(232C), 온셋/오프셋 검출부(240C), 보행 보조 전개 시점 검출부(250C) 및 토크 산출부(260C)를 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 제어부(200A)가 경계값 처리부(220A)를 포함하는데 비하여, 도 9에 도시된 제어부(200C)는 제1 필터부(231C) 및 제2 필터부(232C)를 포함한다는 점에 있어서 차이가 있다.
수신부(210C)는 센서부(300)의 각 센서에서 검출된 신호를 수신할 수 있다. 신호의 수신은 유선 통신 또는 무선 통신을 이용하여 수신될 수 있다. 수신부(210C)로 수신된 신호 중에서 자이로 센서(310) 또는 가속도 센서(320)에서 검출된 신호는 토크 산출부(260C)로 제공될 수 있다. 수신부(210C)로 수신된 신호 중에서 제1 근전도 센서(330)에서 검출된 제1 근전도 신호 및 제2 근전도 센서(340)에서 검출된 제2 근전도 신호는 후술될 제1 필터부(231C) 및 제2 필터부(232C)로 각각 제공될 수 있다.
제1 필터부(231C) 및 제2 필터부(232C)는 차단 주파수가 서로 다른 저대역 통과 필터(Low Pass Filter: LPF)일 수 있다. 예를 들어, 제2 필터부(232C)의 차단 주파수가 Fc 라면, 제1 필터부(231C)의 차단 주파수는 10×Fc 일 수 있다.
이처럼 서로 다른 차단 주파수를 가지는 저대역 통과 필터를 이용하면, 경계값 처리를 적용하기 어려운 경우를 보완할 수 있다. 예를 들어, 근전도 신호는 근전도 센서(330, 340)의 부착 위치가 잘못되었거나, 착용자의 성별, 나이, 컨디션 등에 따라 근전도 신호 레벨이 달라질 수 있다. 이처럼 레벨이 서로 다른 근전도 신호에 대하여 일괄적으로 경계값 처리를 하면, 경계값 처리 결과에 대한 신뢰도가 저하될 수 있다. 따라서, 경계값 처리 대신에 차단 주파수가 서로 다른 저대역 통과 필터를 이용하면, 일괄적으로 경계값 처리를 적용하는 경우에 비하여, 처리 결과에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있는 것이다.
온셋/오프셋 검출부(240C)는 제1 필터부(231C)에서 필터링된 제1 근전도 신호에서 제2 필터부(232C)에 의해 필터링된 제1 근전도 신호를 차감할 수 있다. 그 결과, 기준선(baseline)이 영점으로 조절된 제1 근전도 신호 즉, 실제 제1 근전도 신호와 유사한 제1 근전도 신호가 획득된다.
마찬가지로, 온셋/오프셋 검출부(240C)는 제1 필터부(231C)에 의해 필터링된 제2 근전도 신호에서 제2 필터부(232C)에 의해 필터링된 제2 근전도 신호를 차감할 수 있다. 그 결과, 기준선이 영점으로 조절된 제2 근전도 신호 즉, 실제 제2 근전도 신호와 유사한 제2 근전도 신호가 획득된다.
이처럼, 기준선이 영점으로 조절된 제1 근전도 신호 및 제2 근전도 신호가 획득되면, 온셋/오프셋 검출부(240C)는 획득된 제1 근전도 신호 및 제2 근전도 신호에서 각각 온셋 시점 및 오프셋 시점을 검출할 수 있다. 제1 근전도 신호에 대한 온셋/오프셋 검출 결과 및 제2 근전도 신호에 대한 온셋/오프셋 검출 결과는 후술될 보행 보조 전개 시점 검출부(250C)로 제공될 수 있다.
보행 보조 전개 시점 검출부(250C)는 제1 근전도 신호에 대한 온셋/오프셋 검출 결과 및 제2 근전도 신호에 대한 온셋/오프셋 검출 결과에 기초하여 보행 보조 전개 시점을 검출할 수 있다.
구체적으로, 보행 보조 전개 시점 검출부(250C)는 제1 근전도 신호가 오프셋 상태이고, 제2 근전도 신호가 온셋 상태인 시점을 보행 보조 전개 시점으로 검출할 수 있다. 이 때, 보행 보조 전개 시점은 제1 근전도 신호의 오프셋과 제2 근전도 신호의 온셋 중에서 어떠한 상태가 먼저 일어났는지와는 상관 없이 검출될 수 있다.
예를 들어, 제1 근전도 신호가 먼저 오프셋된 후 제2 근전도 신호가 온셋으로 되었다 하더라도, 제1 근전도 신호의 오프셋 상태 및 제2 근전도 신호의 온셋 상태를 만족하는 시점은 보행 보조 전개 시점으로 검출될 수 있다. 다른 예로, 제2 근전도 신호가 먼저 온셋된 후 제1 근전도 신호가 오프셋으로 되었다 하더라도, 제1 근전도 신호의 오프셋 상태 및 제2 근전도 신호의 온셋 상태를 만족하는 시점은 보행 보조 전개 시점으로 검출될 수 있다. 보행 보조 전개 시점 검출 결과는 후술될 토크 산출부(260C)로 제공될 수 있다.
토크 산출부(260C)는 보행 보조 전개 시점을 기준으로 한 보행 보조 시간 동안 착용자의 근력을 보조하기 위한 토크를 생성할 수 있다.
도 10은 제어부(200D)의 구성에 대한 또 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제어부(200D)는 수신부(210D), 제1 필터부(231D), 제2 필터부(232D), 온셋/오프셋 검출부(240D), 보행 보조 전개 시점 검출부(250D) 및 토크 산출부(260D)를 포함할 수 있다.
도 10의 수신부(210D), 제1 필터부(231D), 제2 필터부(232D), 온셋/오프셋 검출부(240D) 및 토크 산출부(260D)는 도 9에서 설명한 수신부(210C), 제1 필터부(231C), 제2 필터부(232C), 온셋/오프셋 검출부(240C) 및 토크 산출부(260C)와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하고, 보행 보조 전개 시점 검출부(250D)를 위주로 설명하기로 한다.
보행 보조 전개 시점 검출부(250D)는 제1 근전도 신호에 대한 온셋/오프셋 검출 결과, 제2 근전도 신호에 대한 온셋/오프셋 검출 결과 및 중력 가속도에 기초하여 보행 보조 전개 시점을 검출할 수 있다. 구체적으로, 보행 보조 전개 시점 검출부(250D)는 중력 가속도의 값이 급격히 증가한 다음, 제1 근전도 신호가 오프셋 상태이고, 제2 근전도 신호가 온셋 상태인 시점을 보행 보조 전개 시점으로 검출할 수 있다.
이 때, 보행 보조 전개 시점은 제1 근전도 신호의 오프셋과 제2 근전도 신호의 온셋 중에서 어떠한 상태가 먼저 일어나는지와는 상관 상관 없이 검출될 수 있다.
예를 들어, 착용형 로봇(1)에서 측정된 중력 가속도의 값이 급격히 증가한 다음, 제1 근전도 신호가 먼저 오프셋되고, 제2 근전도 신호가 온셋으로 되었다 하더라도, 제1 근전도 신호의 오프셋 상태 및 제2 근전도 신호의 온셋 상태를 만족하는 시점은 보행 보조 전개 시점으로 검출될 수 있다. 다른 예로, 착용형 로봇(1)에서 측정된 중력 가속도의 값이 급격히 증가한 다음, 제2 근전도 신호가 먼저 온셋되고, 제1 근전도 신호가 오프셋으로 되었다 하더라도, 제1 근전도 신호의 오프셋 상태 및 제2 근전도 신호의 온셋 상태를 만족하는 시점은 보행 보조 전개 시점으로 검출될 수 있다.
토크 산출부(260D)는 보행 보조 전개 시점을 기준으로 한 보행 보조 시간 동안 착용자의 근력을 보조하기 위한 토크를 생성할 수 있다. 예를 들면, 토크 산출부(260D)는 관절부(130)에 마련된 구동부(150)들 중에서 엉덩이 관절(131)에 마련된 구동부들로 제공할 토크를 각각 산출할 수 있다. 오른쪽 엉덩이 관절(131)에 마련된 구동부로 제공될 토크 및 왼쪽 엉덩이 관절(131)에 마련된 구동부로 제공될 토크의 크기는 지면에 대한 착용자의 몸체의 기울기 또는 착용자의 이동 속도에 비례할 수 있다. 또한, 각 엉덩이 관절(131)에 마련된 구동부들로 제공될 토크의 방향은 서로 반대방향일 수 있다.
도 11은 착용자의 두 다리 중에서 한쪽 다리에서 측정된 제1 근전도 신호 및 제2 근전도 신호의 처리 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11의 좌측에는 제1 근전도 신호에 대한 신호 처리 과정이 개략적으로 도시되어 있고, 우측에는 제2 근전도 신호에 대한 신호 처리 과정이 개략적으로 도시되어 있다. 제1 근전도 신호는 전경골근(Tibialis anterior)에 부착되어 있는 제1 근전도 센서에서 측정된 근전도 신호이고, 제2 근전도 신호는 가자미근(Soleus)에 부착되어 있는 제2 근전도 센서에서 측정된 근전도 신호이다.
도 11의 좌측에는 정류, 경계값 처리 및 온셋/오프셋 검출 등의 신호 처리 단계에서 획득되는 제1 근전도 신호의 파형이 도시되어 있다. 도 11의 우측에는 정류, 경계값 처리 및 온셋/오프셋 검출 등의 신호 처리 단계에서 획득되는 제2 근전도 신호의 파형이 도시되어 있다.
도 11을 참조하면, 제1 근전도 신호가 오프셋되고, 제2 근전도 신호가 오프셋된 시점에서 보행 보조 전개 시점이 검출되는 것을 알 수 있다. 이처럼, 제1 근전도 신호 및 제2 근전도 신호의 상태에 기초하여 검출될 수도 있지만, 착용형 로봇(1)의 중력 가속도에 대한 조건이 추가될 수도 있다.
도 12는 착용형 로봇(1)의 제어 방법에 대한 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
설명에 앞서, 착용형 로봇(1)은 도 1과 같이, 착용자의 두 다리에 착용된 상태임을 가정한다. 또한, 착용자의 두 다리에는 각각 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)가 부착된 상태임을 가정한다. 제1 근전도 센서들(330)은 각 다리의 전경골근에 부착되며, 제2 근전도 센서들(340)은 각 다리의 가자미근에 부착된다.
제1 근전도 센서(330)는 제1 근전도 신호를 검출하고, 제2 근전도 센서(340)는 제2 근전도 신호를 검출한다. 제1 근전도 센서(330)에서 검출된 제1 근전도 신호는 증폭, 정류, 필터링 및 A/D 변환 과정을 거친 후, 제어부(200)로 전송된다. 마찬가지로, 제2 근전도 센서(340)에서 검출된 제2 근전도 신호는 증촉, 정류, 필터링 및 A/D 변환 과정을 거친 후, 제어부(200)로 전송된다.
제어부(200)는 제1 근전도 센서(330) 및 제2 근전도 센서(340)로부터 제1 근전도 신호 및 제2 근전도 신호를 각각 수신한다(S810).
이 후, 제어부(200)는 제1 근전도 신호에서 온셋/오프셋 시점을 검출한다(S820). 상기 S820 단계는 제1 근전도 신호에 대해 경계값 처리를 수행하는 단계와, 경계값 처리된 제1 근전도 신호에서 온셋 시점 및 오프셋 시점을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
마찬가지로, 제어부(200)는 제2 근전도 신호에서 온셋/오프셋 시점을 검출한다(S830). 상기 S830 단계는 제2 근전도 신호에 대해 경계값 처리를 수행하는 단계와, 경계값 처리된 제2 근전도 신호에서 온셋 시점 및 오프셋 시점을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
이 후, 제어부(200)는 제1 근전도 신호에 대한 온셋/오프셋 시점 검출 결과와, 제2 근전도 신호에 대한 온셋/오프셋 시점 검출 결과에 기초하여, 보행 보조 전개 시점을 검출한다(S840). 일 실시예로, 상기 S840 단계는 제1 근전도 신호가 오프셋 상태이고, 제2 근전도 신호가 온셋 상태인 시점을 보행 보조 전개 시점으로 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 상기 S840 단계는 착용형 로봇(1)의 중력 가속도 값이 급격히 증가하면, 제1 근전도 신호가 오프셋 상태이고, 제2 근전도 신호가 온셋 상태인 시점을 보행 보조 전개 시점으로 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
보행 보조 전개 시점이 검출되면, 제어부(200)는 착용자의 근력을 보조하기 위한 토크를 산출한다(S850). 일 실시예예로, 상기 S850 단계는 착용자의 상체의 기울기에 기초하여, 기구부(100)의 각 엉덩이 관절(131)에 마련된 구동부로 제공할 토크를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 산출된 토크는 착용자의 상체의 기울기에 비례할 수 있다. 다른 실시예로, 상기 S850 단계는 착용자의 이동 속도에 기초하여, 기구부(100)의 각 엉덩이 관절(131)에 마련된 구동부로 제공할 토크를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 산출된 토크는 착용자의 이동 속도에 비례할 수 있다.
산출된 토크는 엉덩이 관절들(131)에 마련된 구동부들로 각각 제공되어 보행 중인 착용자의 근력을 보조할 수 있다(S860). 상기 단계는, 보행 보조 전개 시점이 검출된 다리에 마련된 구동부에는 착용자의 보행 방향과 반대 방향으로 토크를 제공하는 단계와, 보행 보조 전개 시점이 검출된 다리의 반대편 다리에 마련된 구동부에는 착용자의 보행 방향으로 토크를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예들을 설명하였다. 전술한 실시예들에서 착용형 로봇(1)을 구성하는 일부 구성요소들은 일종의 '모듈(module)'로 구현될 수 있다. 여기서, '모듈'은 소프트웨어 또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 또는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다.
일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다. 게다가, 상기 구성요소들 및 모듈들은 디바이스 내에서 하나 또는 그 이상의 CPU를 실행할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들은 전술한 실시예의 적어도 하나의 처리 요소를 제어하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 코드/명령을 포함하는 매체 예를 들면, 컴퓨터 판독 가능한 매체를 통해 구현될 수도 있다. 상기 매체는 상기 컴퓨터 판독 가능한 코드의 저장 및/또는 전송을 가능하게 하는 매체/매체들에 대응할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 코드는, 매체에 기록될 수 있을 뿐만 아니라, 인터넷을 통해 전송될 수도 있는데, 상기 매체는 예를 들어, ROM, RAM, CD-ROM, 마그네틱 테이프, 플로피 디스크, 광학 기록 매체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 매체는 비일시적인 컴퓨터로 판독 가능한 매체일 수도 있다. 상기 매체들은 분산 네트워크일 수도 있으므로, 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드는 분산 방식으로 저장/전송되고 실행될 수 있다. 또한 더 나아가, 단지 일 예로써, 처리 요소는 프로세서 또는 컴퓨터 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 처리 요소는 하나의 디바이스 내에 분산 및/또는 포함될 수 있다.
이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 실시예들을 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 이해해야만 한다.
1: 착용형 로봇
100: 기구부
110: 허리 착용부
120: 링크부
130: 관절부
200: 제어부
300: 센서부
310: 자이로 센서
320: 가속도 센서
330: 제1 근전도 센서
340: 제2 근전도 센서

Claims (20)

  1. 착용자의 다리에 착용될 수 있도록 외골격 구조를 가지는 기구부;
    상기 착용자의 적어도 한쪽 다리의 제1 위치에 부착되는 제1 근전도 센서 및 제2 위치에 부착되는 제2 근전도 센서를 포함하는 센서부; 및
    상기 제1 근전도 센서에서 검출된 제1 근전도 신호 및 상기 제2 근전도 센서에서 검출된 제2 근전도 신호에 기초하여 상기 착용자의 보행을 보조하는 보행 보조 전개 시점을 검출하는 제어부를 포함하는 착용형 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 위치는 전경골근(tibialis anterior)의 위치에 대응하고, 상기 제2 위치는 하퇴삼두근의 위치에 대응하는 착용형 로봇.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 위치는 하퇴삼두근 중에서 가자미근의 위치에 대응하는 착용형 로봇.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 근전도 신호 및 상기 제2 근전도 신호에서 근육이 활성화되는 시점인 온셋 시점과 근육이 비활성화되는 시점인 오프셋 시점을 각각 검출하는 온셋/오프셋 검출부; 및
    상기 제1 근전도 신호가 오프셋 상태이고, 상기 제2 근전도 신호가 온셋 상태인 시점을 상기 보행 보조 전개 시점으로 검출하는 보행 보조 전개 시점 검출부를 포함하는 착용형 로봇.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 온셋 시점 및 오프셋 시점을 검출하기 전에, 상기 제1 근전도 신호 및 상기 제2 근전도 신호에 대하여 각각 경계값 처리를 하는 경계값 처리부를 더 포함하는 착용형 로봇.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 온셋 시점 및 오프셋 시점을 검출하기 전에, 상기 제1 근전도 신호 및 상기 제2 근전도 신호를 각각 필터링하는 제1 필터링부; 및
    상기 온셋 시점 및 오프셋 시점을 검출하기 전에, 상기 제1 근전도 신호 및 상기 제2 근전도 신호를 각각 필터링하며, 제1 필터부와 서로 다른 차단 주파수를 가지는 제2 필터부를 더 포함하는 착용형 로봇.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 필터부는 저대역 통과 필터이고,
    상기 제2 필터부는 상기 제1 필터부보다 낮은 차단 주파수를 가지는 저대역 통과 필터인 착용형 로봇.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부는
    상기 착용자의 상체의 기울기를 검출하는 자이로 센서 및 상기 착용자의 보행 가속도를 검출하는 가속도 센서 중 적어도 하나를 더 포함하는 착용형 로봇.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 착용자의 근력을 보조하기 위한 토크를 산출하는 토크 산출부를 포함하는 착용형 로봇.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 토크는 상기 착용자의 몸체의 기울기 또는 상기 착용자의 보행 속도에 비례하는 착용형 로봇.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 토크는 상기 보행 보조 전개 시점을 기준으로 한 보행 보조 시간 동안 상기 기구부에 마련된 구동부로 제공되는 착용형 로봇.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보행 보조 시간은 상기 보행 보조 전개 시점에서부터 고정된 시간인 착용형 로봇.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 보행 보조 시간은 상기 보행 보조 전개 시점에서부터 상기 보행 보조 전개 시점이 검출된 다리의 반대편 다리가 지면에 접촉할 때까지인 착용형 로봇.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 구동부는
    상기 기구부의 각 관절에 마련된 구동부들 중에서 좌측 엉덩이 관절에 마련된 구동부 및 우측 엉덩이 관절이 마련된 구동부를 포함하는 착용형 로봇.
  15. 제 14 항에 있어서,
    좌측 엉덩이 관절에 마련된 구동부 및 우측 엉덩이 관절이 마련된 구동부 중에서 상기 보행 보조 전개 시점이 검출된 측에 마련된 구동부에는 상기 착용자의 보행 방향과 반대 방향으로 상기 토크가 제공되고, 상기 보행 보조 전개 시점이 검출된 측과 반대편 측에 마련된 구동부에는 상기 착용자의 보행 방향으로 상기 토크가 제공되는 착용형 로봇.
  16. 착용자의 적어도 한쪽 다리의 제1 위치에 부착된 제1 근전도 센서 및 제2 위치에 부착된 제2 근전도 센서로부터 제1 근전도 신호 및 제2 근전도 신호를 각각 수신하는 단계;
    상기 제1 근전도 신호 및 상기 제2 근전도 신호에 기초하여 상기 착용자의 보행을 보조하는 보행 보조 전개 시점을 검출하는 단계;
    상기 착용자의 근력을 보조하기 위한 토크를 산출하는 단계; 및
    상기 토크를 상기 착용자의 다리에 착용된 기구부의 구동부로 제공하여 상기 착용자의 근력을 보조하는 단계를 포함하는 착용형 로봇의 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 위치는 전경골근의 위치에 대응하고, 상기 제2 위치는 가자미근의 위치에 대응하는 착용형 로봇 제어 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 보행 보조 전개 시점을 검출하는 단계는
    상기 제1 근전도 신호 및 상기 제2 근전도 신호에서 근육이 활성화되는 시점인 온셋 시점과 근육이 비활성화되는 시점인 오프셋 시점을 각각 검출하는 단계; 및
    상기 제1 근전도 신호가 오프셋 상태이고, 상기 제2 근전도 신호가 온셋 상태인 시점을 상기 보행 보조 전개 시점으로 검출하는 단계를 포함하는 착용형 로봇 제어 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 구동부는
    상기 기구부의 각 관절에 마련된 구동부들 중에서 좌측 엉덩이 관절에 마련된 구동부 및 우측 엉덩이 관절이 마련된 구동부를 포함하는 착용형 로봇 제어 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 착용자의 근력을 보조하는 단계는
    좌측 엉덩이 관절에 마련된 구동부 및 우측 엉덩이 관절이 마련된 구동부 중에서 상기 보행 보조 전개 시점이 검출된 측에 마련된 구동부에는 상기 착용자의 보행 방향과 반대 방향으로 상기 토크를 제공하는 단계; 및
    상기 보행 보조 전개 시점이 검출된 측과 반대편 측에 마련된 구동부에는 상기 착용자의 보행 방향으로 상기 토크를 제공하는 단계를 포함하는 착용형 로봇 제어 방법.
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