KR20190026243A - 보행 보조 장치의 토크 출력 방법 및 장치 - Google Patents

보행 보조 장치의 토크 출력 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

보행 보조 장치의 토크를 출력하는 방법 및 장치가 제공된다. 토크를 출력하기 위해, 무선 통신을 통해 수신한 데이터에 기초하여 보행 싸이클의 진행도가 결정되고, 진행도에 대응하는 토크가 계산되고, 토크가 보행 보조 장치의 구동부에 출력된다. 무선 통신을 통해 수신한 데이터가 갱신 데이터가 아닌 경우, 참조 패턴에 기초하여 참조 데이터를 결정하고, 참조 데이터를 이용하여 데이터를 갱신한다.

Description

보행 보조 장치의 토크 출력 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR OUTPUTTING TORQUE OF WALKING ASSISTANCE DEVICE}
아래의 실시예들은 토크 출력 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보행 보조 장치의 토크 출력 방법 및 장치에 관한 것이다.
고령화 사회로 진입하면서 노화로 인한 근력 약화 또는 관절 이상으로 보행에 불편과 고통을 호소하는 사람들이 증가하고 있고, 근력이 약화된 노인이나 근관절이 불편한 환자들이 보행을 원활하게 할 수 있는 보행 보조 장치에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한, 군사용 등의 목적으로 인체의 근력을 강화시키기 위한 보행 보조 장치들이 개발되고 있다.
일 측면에 따른, 보행 보조 장치의 토크 출력 방법은, 상기 보행 보조 장치의 보행 싸이클의 진행도를 결정하기 위한 데이터를 로드하는 단계, 상기 데이터에 기초하여 상기 진행도를 결정하는 단계, 상기 진행도에 대응하는 상기 토크를 계산하는 단계, 및 상기 토크를 상기 보행 보조 장치의 구동부에 출력하는 단계를 포함하고, 상기 데이터를 로드하는 단계는, 무선 통신을 통해 수신한 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계, 상기 데이터가 갱신 데이터가 아닌 경우 상기 데이터에 기초하여, 미리 저장된 참조 패턴의 참조 데이터를 결정하는 단계, 상기 참조 데이터를 이용하여 상기 데이터를 갱신하는 단계, 및 상기 갱신된 데이터를 로드하는 단계를 포함한다.
상기 무선 통신을 통해 수신한 데이터는, 상기 보행 싸이클에 대응하는 주기적인 패턴을 가질 수 있다.
상기 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계는, 상기 데이터의 식별자를 이용하여 상기 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 데이터의 식별자는, 상기 데이터가 로드된 적이 있는지를 나타내는 필드 및 데이터의 타임 스탬프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 미리 저장된 참조 패턴의 참조 데이터를 결정하는 단계는, 상기 데이터를 포함하는 미리 설정된 기간의 데이터들을 상기 참조 패턴에 대응하도록 정규화함으로써 정규화 패턴을 생성하는 단계, 상기 참조 패턴 중 상기 정규화 패턴에 대응하는 타겟 구간을 결정하는 단계, 및 상기 타겟 구간에 기초하여 상기 참조 데이터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 정규화 패턴을 생성하는 단계는, 상기 미리 설정된 기간의 데이터들의 최소 값 및 최대 값이 상기 참조 패턴의 최소 값 및 최대 값에 각각 대응하도록 정규화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 미리 설정된 기간은 상기 참조 패턴의 한번의 주기에 대응할 수 있다.
상기 타겟 구간에 기초하여 상기 참조 데이터를 결정하는 단계는, 상기 타겟 구간의 마지막 데이터를 상기 참조 데이터로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 데이터는 상기 보행 보조 장치의 사용자의 관절 각도를 측정한 데이터일 수 있다.
상기 관절 각도는, 상기 사용자의 어깨 관절 각도, 고관절 각도, 무릎 관절 각도 및 발목 관절 각도 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 데이터를 로드하는 단계는, 상기 보행 보조 장치의 현재 보행 모드에 기초하여 미리 저장된 복수의 참조 패턴들 중 상기 참조 패턴을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 따른, 보행 보조 장치의 토크 출력 장치는, 토크를 출력하는 프로그램이 기록된 메모리, 및 상기 프로그램을 수행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로그램은, 상기 보행 보조 장치의 보행 싸이클의 진행도를 결정하기 위한 데이터를 로드하는 단계, 상기 데이터에 기초하여 상기 진행도를 결정하는 단계, 상기 진행도에 대응하는 상기 토크를 계산하는 단계, 및 상기 토크를 상기 보행 보조 장치의 구동부에 출력하는 단계를 수행하고, 상기 데이터를 로드하는 단계는, 무선 통신을 통해 수신한 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계, 상기 데이터가 갱신 데이터가 아닌 경우 상기 데이터에 기초하여, 미리 저장된 참조 패턴의 참조 데이터를 결정하는 단계, 상기 참조 데이터를 이용하여 상기 데이터를 갱신하는 단계, 및 상기 갱신된 데이터를 로드하는 단계를 포함한다.
또 다른 일 측면에 따른, 주기적인 패턴을 가지는 데이터를 갱신하는 방법은, 무선 통신을 통해 수신한 데이터를 로드하는 단계, 상기 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계, 상기 데이터가 갱신 데이터가 아닌 경우 상기 데이터에 기초하여, 미리 저장된 참조 패턴의 참조 데이터를 결정하는 단계, 및 상기 참조 데이터를 이용하여 상기 데이터를 갱신하는 단계를 포함한다.
상기 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계는, 상기 데이터의 식별자를 이용하여 상기 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 데이터의 식별자는, 상기 데이터가 로드된 적이 있는지를 나타내는 필드 및 데이터의 타임 스탬프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 미리 저장된 참조 패턴의 참조 데이터를 결정하는 단계는, 상기 데이터를 포함하는 미리 설정된 기간의 데이터들을 상기 참조 패턴에 대응하도록 정규화함으로써 정규화 패턴을 생성하는 단계, 상기 참조 패턴 중 상기 정규화 패턴에 대응하는 타겟 구간을 결정하는 단계, 및 상기 타겟 구간에 기초하여 상기 참조 데이터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 정규화 패턴을 생성하는 단계는, 상기 미리 설정된 기간의 데이터들의 최소 값 및 최대 값이 상기 참조 패턴의 최소 값 및 최대 값에 각각 대응하도록 정규화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 미리 설정된 기간은 상기 참조 패턴의 한번의 주기에 대응할 수 있다.
상기 타겟 구간에 기초하여 상기 참조 데이터를 결정하는 단계는, 상기 타겟 구간의 마지막 데이터를 상기 참조 데이터로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 데이터는 보행 보조 장치의 토크를 계산하기 위해 이용되고, 상기 데이터는 상기 보행 보조 장치의 사용자의 관절 각도를 측정한 데이터일 수 있다.
상기 관절 각도는, 상기 사용자의 어깨 관절 각도, 고관절 각도, 무릎 관절 각도 및 발목 관절 각도 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 데이터는 상기 보행 싸이클의 진행도를 결정하기 위해 이용되고, 상기 토크는 상기 결정된 진행도에 기초하여 계산될 수 있다.
또 다른 일 측면에 따른, 데이터 갱신 장치는, 데이터를 갱신하는 프로그램이 기록된 메모리, 및 상기 프로그램을 수행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로그램은, 무선 통신을 통해 수신한 데이터를 로드하는 단계, 상기 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계, 상기 데이터가 갱신 데이터가 아닌 경우 상기 데이터에 기초하여, 미리 저장된 참조 패턴의 참조 데이터를 결정하는 단계, 및 상기 참조 데이터를 이용하여 상기 데이터를 갱신하는 단계를 수행한다.
도 1 및 도 2는 일 예에 따른 보행 보조 장치를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 토크 출력 장치의 구성도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 보행 보조 장치의 토크를 출력하는 방법의 흐름도이다.
도 5는 일 예에 따른 보행 싸이클을 도시한다.
도 6은 일 예에 따른 보행 싸이클에 대한 고관절의 관절 각도의 기준 궤적을 도시한다.
도 7은 일 예에 따른 보행 싸이클에 대해 설정된 토크 프로파일을 도시한다.
도 8은 일 예에 따른 생성된 데이터의 패턴 및 로드된 데이터의 패턴을 도시한다.
도 9는 일 예에 따른 데이터를 로드하는 방법의 흐름도이다.
도 10은 일 예에 따른 참조 패턴의 참조 데이터를 결정하는 방법의 흐름도이다.
도 11은 일 예에 따른 미리 설정된 기간의 데이터들을 정규화함으로써 생성된 정규화 패턴을 도시한다.
도 12는 일 예에 따른 참조 패턴 중 정규화 패턴에 대응하는 타겟 구간을 도시한다.
도 13은 일 예에 따른 복수의 참조 패턴들 중 참조 패턴을 결정하는 방법의 흐름도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 데이터 갱신 장치의 구성도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 데이터 갱신 방법의 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1 및 도 2는 일 예에 따른 보행 보조 장치를 도시한다.
도 1을 참조하면, 보행 보조 장치(100)는 사용자에게 장착되어 사용자의 보행을 보조한다. 보행 보조 장치(100)는 웨어러블 장치(wearable device)일 수 있다.
도 1은 힙 타입(hip-type)의 보행 보조 장치를 도시하고 있으나, 보행 보조 장치의 타입은 힙 타입에 제한되는 것은 아니며, 보행 보조 장치는 하지 전체를 지원하는 형태 또는 하지 일부를 지원하는 타입일 수 있다. 그리고, 보행 보조 장치는 하지 일부를 지원하는 형태, 무릎까지 지원하는 형태, 발목까지 지원하는 형태 및 전신을 지원하는 형태 중 어느 하나일 수 있다.
도 1 등을 참조하여 설명되는 실시예들은 힙 타입에 대해 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니며 사용자의 보행을 보조하는 장치에 대해서 모두 적용될 수 있다.
일 측면에 따르면, 보행 보조 장치(100)는 구동부(110), 센서부(120), IMU(Inertial Measurement Unit)(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
구동부(110)는 사용자의 고관절(hip joint)을 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 구동부(110)는 사용자의 오른쪽 힙 및/또는 왼쪽 힙 부분에 위치할 수 있다. 구동부(110)는 사용자의 무릎 부분 및 발목 부분에 추가적으로 위치할 수 있다. 구동부(110)는 회전 토크를 발생시킬 수 있는 모터를 포함한다.
센서부(120)는 보행 시 사용자의 고관절의 각도를 측정할 수 있다. 센서부(120)에서 센싱되는 고관절의 각도에 대한 정보는 오른쪽 고관절의 각도, 왼쪽 고관절의 각도, 양쪽 고관절 각도들 간의 차이 및 고관절 운동 방향을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(120)는 구동부(110) 내에 위치할 수 있다. 센서부(120)의 위치에 따라 센서부(120)는 사용자의 무릎 각도 및 발목 각도를 추가적으로 측정할 수 있다.
일 측면에 따르면, 센서부(120)는 포텐셔미터를 포함할 수 있다. 포텐셔미터는 사용자의 보행 동작에 따른 R축, L축 관절 각도 및 R축, L축 관절 각속도를 센싱할 수 있다.
IMU(130)는 보행 시 가속도 정보와 자세 정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, IMU(130)는 사용자의 보행 동작에 따른 X축, Y축, Z축 가속도 및 X축, Y축, Z축 각속도를 센싱할 수 있다.
보행 보조 장치(100)는 IMU(130)에서 측정된 가속도 정보에 기반하여 사용자의 발이 착지하는 지점을 검출할 수 있다.
압력 센서(도시되지 않음)는 사용자의 발바닥에 위치하여 사용자의 발의 착지 시점을 검출할 수 있다.
보행 보조 장치(100)는 앞서 설명한 센서부(120) 및 IMU(130) 이외에, 보행 동작에 따른 사용자의 운동량 또는 생체 신호 등의 변화를 센싱할 수 있는 다른 센서(예를 들어, 근전도 센서(ElectroMyoGram sensor; EMG sensor))를 포함할 수 있다.
제어부(140)는 구동부(110)가 사용자의 보행을 돕기 위한 토크(또는, 보조력, 보조 토크)를 출력하도록, 구동부(110)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 힙 타입의 보행 보조 장치(100)에서, 구동부(110)는 두 개(왼쪽 힙 및 오른쪽 힙)일 수 있고, 제어부(140)는 토크가 발생하도록 구동부(110)를 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
구동부(110)는 제어부(140)가 출력한 제어 신호에 기반하여, 토크를 발생시킬 수 있다.
토크는 외부에 의해 설정될 수도 있고, 제어부(140)에 의해 설정될 수도 있다.
일 측면에 따르면, 보행 보조 장치(100)는 오른쪽 다리를 위한 구동부(110) 및 왼쪽 다리를 위한 구동부(110)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어부(140)는 어느 하나의 구동부(110)를 제어하도록 설계될 수 있다. 제어부(140)가 어느 하나의 구동부(110)만을 제어하는 경우, 제어부(140)는 복수 개일 수 있다.
다른 예로, 제어부(140)는 양쪽의 구동부(110)들을 모두 제어하도록 설계될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 토크 출력 장치의 구성도이다.
토크 출력 장치(300)는 통신부(310), 프로세서(320) 및 메모리(330)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 토크 출력 장치(300)는 도 1 및 2를 참조하여 전술된 제어부(140)에 포함될 수 있다.
통신부(310)는 프로세서(320) 및 메모리(330)와 연결되어 데이터를 송수신한다. 통신부(310)는 외부의 다른 장치와 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다. 이하에서 "A"를 송수신한다라는 표현은 "A를 나타내는 정보(information) 또는 데이터"를 송수신하는 것을 나타낼 수 있다.
통신부(310)는 토크 출력 장치(300) 내의 회로망(circuitry)으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 통신부(310)는 내부 버스(internal bus) 및 외부 버스(external bus)를 포함할 수 있다.
통신부(310)는 토크 출력 장치(300)와 외부의 장치를 연결하는 요소일 수 있다. 통신부(310)는 인터페이스(interface)일 수 있다. 통신부(310)는 외부의 장치로부터 데이터를 수신하여, 프로세서(320) 및 메모리(330)에 데이터를 전송할 수 있다. 예를 들어, 통신부(310)는 유선 또는 무선 통신을 통해 연결된 센서들로부터 데이터를 수신할 수 있다. 센서는 관절 각도 센서(341), IMU(342), EMG 센서(343), EEG(electroencephalogram) 센서(344) 및 압력 센서(345) 중 적어도 하나일 수 있다. 데이터는 각 센서의 측정 값이다. 예를 들어, 관절 각도 센서(341)가 사용자의 고관절에 위치하는 경우, 관절 각도 센서(341)의 데이터는 측정된 고관절 각도 값이다. 다른 예로, 관절 각도 센서(341)가 사용자의 어깨에 위치하는 경우, 관절 각도 센서(341)의 데이터는 측정된 어깨 각도 값이다. 또 다른 예로, 압력 센서(345)가 사용자의 뒤꿈치에 위치하는 경우, 압력 센서(345)의 데이터는 뒤꿈치에 가해지는 압력 값일 수 있다.
프로세서(320)는 통신부(310)가 수신한 데이터 및 메모리(330)에 저장된 데이터를 처리한다. "프로세서"는 목적하는 동작들(desired operations)을 실행시키기 위한 물리적인 구조를 갖는 회로를 가지는 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치일 수 있다. 예를 들어, 목적하는 동작들은 프로그램에 포함된 코드(code) 또는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치는 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙 처리 장치(central processing unit), 프로세서 코어(processor core), 멀티-코어 프로세서(multi-core processor), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array)를 포함할 수 있다.
프로세서(320)는 메모리(예를 들어, 메모리(330))에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드(예를 들어, 소프트웨어) 및 프로세서(320)에 의해 유발된 인스트럭션들을 실행한다.
메모리(330)는 통신부(310)가 수신한 데이터 및 프로세서(320)가 처리한 데이터를 저장한다. 예를 들어, 메모리(330)는 프로그램을 저장할 수 있다. 저장되는 프로그램은 보행 보조 장치의 토크를 출력할 수 있도록 코딩되어 프로세서(320)에 의해 실행 가능한 신텍스(syntax)들의 집합일 수 있다.
일 측면에 따르면, 메모리(330)는 하나 이상의 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및 RAM(Random Access Memory), 플래시 메모리, 하드 디스크 드라이브 및 광학 디스크 드라이브를 포함할 수 있다.
메모리(330)는 토크 출력 장치(300)를 동작 시키는 명령어 세트(예를 들어, 소프트웨어)를 저장한다. 토크 출력 장치(300)를 동작 시키는 명령어 세트는 프로세서(320)에 의해 실행된다.
통신부(310), 프로세서(320) 및 메모리(330)에 대해, 아래에서 도 4 내지 도 13을 참조하여 상세히 설명된다.
도 4는 일 실시예에 따른 보행 보조 장치의 토크를 출력하는 방법의 흐름도이다.
아래의 단계들(410 내지 440)은 도 3을 참조하여 전술된 토크 출력 장치(300)에 의해 수행된다.
단계(410)에서, 프로세서(320)는 사용자의 보행 상황 또는 동작을 나타내는 보행 싸이클의 진행도를 결정하기 위한 데이터를 로드(load)한다. 예를 들어, 통신부(310)는 무선 통신으로 연결된 센서로부터 데이터를 수신하고, 수신한 데이터를 저장할 수 있다. 무선 통신은 블루투스(bluetooth), 와이파이(WiFi), 및 지그비(zigbee)를 포함하고, 기재된 실시예로 한정되지 않는다.
일 측면에 따르면, 데이터는 보행 보조 장치의 사용자의 관절 각도를 측정한 데이터일 수 있다. 예를 들어, 사용자의 어깨 관절 각도, 고관절 각도, 무릎 관절 각도 및 발목 관절 각도 중 적어도 하나일 수 있다. 데이터는 보행 보조 장치의 토크를 계산하기 위해 이용될 수 있다.
프로세서(320)는 통신부(310)에 저장된 데이터를 로드할 수 있다. 로드된 데이터는 통신부(310)가 센서로부터 가장 최근에 수신한 데이터일 수 있다. 프로세서(320)는 복수의 센서들로부터 데이터들을 동시에 로드할 수 있다.
데이터를 로드하는 방법에 대해, 아래에서 도 8 내지 12를 참조하여 상세히 설명된다.
단계(420)에서, 프로세서(320)는 로드한 데이터에 기초하여 보행 싸이클의 진행도를 결정한다. 프로세서(320)는 하나 이상의 센서들을 이용하여 측정된 데이터를 이용하여 사용자의 현재의 보행 동작에 대응하는 보행 싸이클의 진행도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 보행 싸이클의 진행도는 0% 내지 100% 내에서 결정될 수 있다. 보행 싸이클의 진행도를 결정하는 방법에 대해, 아래에서 도 5 및 6을 참조하여 상세히 설명된다.
단계(430)에서, 프로세서(320)는 결정된 진행도에 대응하는 토크를 계산한다. 토크는 도 3을 참조하여 전술된 구동부(350)에 의해 출력될 수 있다. 구동부(350)에 의해 출력된 토크는 사용자의 동작을 보조하는 보조력을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 구동부(350)의 위치에 따라 토크를 계산할 수 있다. 프로세서(320)는 고관절에 작용하는 구동부(350), 무릎 관절에 작용하는 구동부(350) 및 발목 관절에 작용하는 구동부(350)에 대한 토크를 각각 계산할 수 있다.
일 측면에 따르면, 프로세서(320)는 토크 프로파일을 이용하여 토크를 계산할 수 있다. 토크 프로파일을 이용하여 토크를 계산하는 방법에 대해, 아래에서 도 7을 참조하여 상세히 설명된다.
도 5는 일 예에 따른 보행 싸이클을 도시한다.
도시된 보행 싸이클은 보행 시작 시간으로부터 획득할 수 있는 이상적인 보행 싸이클을 나타낸다. 이상적인 보행 싸이클은 보행을 시작할 때부터 선형적으로 보행 싸이클의 값이 증가한다.
도 6은 일 예에 따른 보행 싸이클에 대한 고관절의 관절 각도의 기준 궤적을 도시한다.
고관절의 관절 각도가 양수의 값을 가지는 구간은 사용자의 중심 축을 기준으로 다리가 앞에 있는 것을 나타내고, 고관절의 관절 각도가 음수의 값을 가지는 구간은 사용자의 중심 축을 기준으로 다리가 뒤에 있는 것을 나타낸다. 도 6에 도시된 일 예에 따르면, 기준 궤적이 최대 관절 각도가 40도이고, 최소 관절 각도가 -20인 것으로 설정되어 있다.
일 측면에 따르면, 프로세서(320)는 PSAO (Particularly Shaped Adaptive Oscillator)를 이용하여 진행도를 결정할 수 있다. PSAO는 측정된 관절 각도를 입력으로 하고, 보행 싸이클의 진행도를 출력으로 하는 신호처리에 대한 모듈일 수 있다. PSAO를 이용하여 진행도를 결정하는 방법이 개시되었으나, 진행도를 결정하는 방법은 PSAO를 이용하는 방법으로 한정되지 않는다. 예를 들어, FSM(Finite State Machine)을 이용하여 진행도를 결정하는 방법 또는 PSAO 및 FSM을 모두 이용하여 진행도를 결정하는 방법이 적용될 수 있다.
도 7은 일 예에 따른 보행 싸이클에 대해 설정된 토크 프로파일을 도시한다.
현재의 보행 싸이클이 획득된 경우, 획득된 보행 싸이클에 대응되는 보조 토크가 계산될 수 있다. 예를 들어, 현재의 보행 싸이클이 60%인 경우, 보행 싸이클 60%에 대응되는 토크가 계산될 수 있다.
일 측면에 따르면, 양수의 값을 가지는 토크는 다리가 앞에서 뒤로 가는 방향으로 힘을 제공할 수 있다. 반대로, 음수의 값을 가지는 토크는 다리가 뒤에서 앞으로 가는 방향으로 힘을 제공할 수 있다.
도시된 그래프는 기준 궤적에 대한 토크를 도시한 것으로서, 획득된 관절 각도의 궤적에 따라 계산되는 토크는 변화할 수 있다. 예를 들어, 측정된 보행 주파수가 미리 설정된 보행 주파수보다 더 큰 경우, 계산되는 토크도 증가할 수 있다.
토크 프로파일을 이용하여 진행도에 대응하는 토크를 계산하는 방법이 설명되었으나, 진행도에 대응하는 토크를 계산하는 방법은 기재된 실시예로 한정되지 않는다.
도 8은 일 예에 따른 생성된 데이터의 패턴 및 로드된 데이터의 패턴을 도시한다.
센서는 데이터 생성 주기에 따라 주기적으로 데이터를 생성한다. 생성된 데이터들(805)은 주기적인 패턴을 가질 수 있다. 예를 들어, 사용자가 동일한 동작으로 보행하는 경우, 상기의 보행에 의해 생성되는 데이터들(805)의 패턴은 구간(810)의 반복일 수 있다. 도시된 데이터들(805)은 사용자의 신체의 일 부위의 움직임에 대한 것일 수 있다. 예를 들어, 신체의 일 부위는 고관절, 무릎 관절, 발목 관절, 어깨 관절, 팔 및 다리와 같이 보행 동작에 대해 일정한 주기로 움직이는 부위일 수 있고, 기재된 실시예로 한정되지 않는다.
센서는 무선 통신으로 연결된 통신부(310)로 생성한 데이터를 전송한다. 통신부(310)는 무선 통신으로 연결된 센서로부터 데이터를 수신하고, 가장 최근에 수신한 데이터를 저장한다. 통신부(310)는 센서로부터 새로운 데이터가 수신되지 않는 경우 기존의 데이터를 유지하고, 새로운 데이터가 수신되는 경우 데이터를 갱신한다. 프로세서(320)가 통신부(310)에 저장된 데이터를 로드하는 경우, 프로세서(320)는 통신부(310)가 가장 최근에 수신한 데이터를 로드한다.
센서 및 통신부(310) 간의 데이터 전송에 있어서, 무선 구간에 의한 지연(delay)(821)가 발생한다. 무선 구간에 의한 지연(821)은 무선 구간이 변동되지 않는 경우 일정하게 유지될 수 있다.
일 측면에 따르면, 센서 및 통신부(310) 간의 데이터 전송에 있어서, 지터(jitter)에 의한 지연이 추가적으로 발생할 수 있다. 지터에 의한 지연은 불규칙적으로 발생하고, 발생하는 지연의 길이도 예측할 수 없다. 무선 구간에 의한 지연에 비해 지터에 의한 지연이 더 길 수 있다. 지터에 의한 지연이 발생한 경우, 통신부(310)는 예정 시간에 최신 데이터를 수신할 수 없다. 최신 데이터가 수신되지 않은 경우, 통신부(310)에 저장된 데이터는 갱신되지 않고, 프로세서(320)는 갱신되지 않은 데이터를 로드한다.
지터에 의한 지연이 발생한 경우 프로세서(320)에 로드된 데이터의 패턴(820)은 이상 데이터(abnormality data)들의 구간(822 및 824)을 포함한다. 구간(822 및 824)의 데이터는 현재의 보행 동작을 실시간으로 반영하지 않는다. 프로세서(320)가 구간(822 및 824)의 데이터를 이용하여 보행 싸이클의 진행도를 결정하는 경우, 실제의 진행도와는 차이가 있는 진행도가 결정될 수 있다. 실제의 진행도와는 차이가 있는 진행도에 기초하여 출력되는 토크는 사용자의 보행을 적절하게 보조할 수 없고, 사용자에게 불편감을 준다.
지터에 의한 지연에 의해 데이터가 갱신되지 않는 경우, 기존의 데이터에 기초하여 수신되지 않은 데이터를 예측할 수 있다면, 예측 데이터에 기초하여 데이터를 갱신할 수 있다. 아래에서 도 9 내지 도 13을 참조하여, 지터에 의한 지연에 의해 데이터가 갱신되지 않은 경우, 예측 데이터를 이용하여 데이터를 갱신하는 방법이 상세히 설명된다.
도 9는 일 예에 따른 데이터를 로드하는 방법의 흐름도이다.
도 4을 참조하여 전술된 단계(410)는 아래의 단계들(910 내지 940)을 포함한다.
단계(910)에서, 프로세서(320)는 무선 통신을 통해 통신부(310)가 수신한 데이터를 로드한다. 예를 들어, 프로세서(320)는 통신부(310)의 버퍼에 저장된 데이터를 로드할 수 있다. 로드된 데이터는 통신부(310)가 센서로부터 가장 최근에 수신한 데이터일 수 있다.
단계(920)에서, 프로세서(320)는 로드된 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단한다. 데이터가 이전에 로드된 데이터와 동일한 데이터인 경우, 로드된 데이터는 갱신되지 않은 데이터로 판단될 수 있다.
일 측면에 따르면, 프로세서(320)는 데이터의 식별자를 이용하여 로드된 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단할 수 있다. 데이터의 식별자는 데이터가 로드된 적이 있는지를 나타내는 필드 및 데이터의 타임 스탬프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(310)는 프로세서(320)에 의해 로드된 데이터의 필드에 식별자를 표시할 수 있고, 프로세서(320)는 로드된 데이터의 필드에 식별자가 있는 경우, 로드된 데이터를 비-갱신 데이터로 판단할 수 있다. 다른 예로, 데이터가 타임 스탬프를 포함하는 경우, 프로세서(320)는 타임 스탬프에 기초하여 로드된 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단할 수 있다. 타임 스탬프는 데이터가 센서에 의해 생성된 시간 또는 통신부(310)가 데이터를 수신한 시간을 나타낼 수 있다.
로드된 데이터가 갱신 데이터인 경우, 전술된 단계(420)가 수행되고, 로드된 데이터가 비-갱신 데이터인 경우, 아래의 단계(930)가 수행된다.
단계(930)에서, 프로세서(320)는 로드된 데이터에 기초하여 미리 저장된 참조 패턴(reference pattern)의 참조 데이터(reference data)를 결정한다. 센서로부터 수신되는 데이터가 주기적인 패턴을 가지는 경우, 미리 알고 있는 패턴을 이용하여 지연으로 인하여 수신되지 않은 데이터를 예측할 수 있다. 참조 데이터를 결정하는 방법에 대해, 아래에서 도 10 내지 12를 참조하여 상세히 설명된다.
단계(940)에서, 프로세서(320)는 참조 데이터를 이용하여 데이터를 갱신한다. 예를 들어, 프로세서(320)는 로드된 데이터를 참조 데이터로 변경함으로써 데이터를 갱신할 수 있다.
도 10은 일 예에 따른 참조 패턴의 참조 데이터를 결정하는 방법의 흐름도이다.
도 9를 참조하여 전술된 단계(930)는 아래의 단계들(1010 내지 1030)을 포함한다.
단계(1010)에서, 프로세서(320)는 로드된 데이터를 포함하는 미리 설정된 기간의 데이터들을 참조 패턴에 대응하도록 정규화함으로써 정규화 패턴을 생성한다. 미리 설정된 기간은 미리 설정된 개수의 데이터들을 포함하는 기간일 수 있다. 미리 설정된 기간은 데이터들이 나타내는 주기적인 패턴들 중 한번의 패턴 또는 한번의 주기에 대응할 수 있다. 참조 패턴은 메모리(330)에 미리 저장될 수 있다. 참조 패턴은 정상적으로 데이터들이 수신된 경우에 데이터들이 나타낼 것으로 예측되는 패턴일 수 있다.
프로세서(320)는 미리 설정된 기간의 데이터들을 참조 패턴에 대응하도록 정규화할 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 기간을 참조 패턴에 대응하도록 변경하고, 미리 설정된 기간의 데이터들 중 최대 값을 참조 패턴의 최대 값에 대응하도록 변경하고, 미리 설정된 기간의 데이터들 중 최소 값을 참조 패턴의 최소 값에 대응하도록 변경할 수 있다. 미리 설정된 기간의 데이터들을 참조 패턴에 대응하도록 정규화함으로써 정규화 패턴을 생성하는 방법에 대해, 아래에서 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.
단계(1020)에서, 프로세서(320)는 참조 패턴 중 정규화 패턴에 대응하는 타겟 구간을 결정한다. 타겟 구간을 결정하는 방법에 대해, 아래에서 도 12를 참조하여 상세히 설명된다.
단계(1030)에서, 프로세서(320)는 타겟 구간에 기초하여 참조 데이터를 결정한다. 예를 들어, 프로세서(320)는 타겟 구간의 마지막 데이터를 참조 데이터로 결정할 수 있다.
도 11은 일 예에 따른 미리 설정된 기간의 데이터들을 정규화함으로써 생성된 정규화 패턴을 도시한다.
로드된 데이터(1112)가 갱신된 데이터가 아닌 경우, 데이터(1112)를 포함하는 미리 설정된 기간의 데이터들(1110)이 결정될 수 있다. 각각의 데이터는 크기를 나타낼 수 있다. 데이터를 생성한 센서에 따라 크기의 종류는 다를 수 있다. 예를 들어, 각도 센서에 의해 생성된 데이터는 각도 값을 나타낼 수 있다. 다른 예로, 압력 센서에 의해 생성된 데이터는 압력 값을 나타낼 수 있다. 도시된 미리 설정된 기간의 데이터들(1110)은 145번째 데이터 내지 271번째 데이터들을 포함할 수 있다.
데이터를 생성한 센서에 따라 복수의 참조 패턴들 중 타겟 참조 패턴이 결정될 수 있다. 예를 들어, 발목 각도 센서가 데이터를 생성한 경우, 발목 각도 센서에 대한 참조 패턴이 결정될 수 있다.
프로세서(320)는 결정된 타겟 참조 패턴에 대응하도록 미리 설정된 기간의 데이터들(1110)을 정규화함으로써 정규화 패턴(1120)을 생성할 수 있다. 로드된 데이터(1112)는 정규화 패턴(1120)의 마지막 데이터(1122)에 대응할 수 있다.
도 12는 일 예에 따른 참조 패턴 중 정규화 패턴에 대응하는 타겟 구간을 도시한다.
일 측면에 따르면, 참조 패턴(1210)은 패턴의 두 개의 주기들로 구성될 수 있다. x 축을 기준으로 0에서 100까지가 제1 주기이고, 100부터 200까지가 제2 주기일 수 있다.
참조 패턴(1210) 중 정규화 패턴(1120)에 대응하는 타겟 구간(1211)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 정규화 패턴(1120)을 x 축으로 이동시키면서 정규화 패턴(1120) 및 참조 패턴(1210)의 구간들 중 오차가 가장 작은 구간을 타겟 구간(1211)으로 결정할 수 있다.
처리 속도를 향상시키기 위해, 정규화 패턴(1120) 중 특징 데이터를 이용하여 타겟 구간(1211)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 특징 데이터는 정규화 패턴(1120)의 시작 데이터, 최대 값을 갖는 데이터 및 최소 값을 갖는 데이터일 수 있다. 프로세서(320)는 특징 데이터에 대응하는 참조 패턴(1210)의 데이터의 위치를 결정하고, 결정된 위치에 우선적으로 정규화 패턴(1120)을 대비시킬 수 있다. 예를 들어, 상기의 위치에 대해 계산된 오차가 미리 설정된 임계 값 이하인 경우, 다른 위치들을 비교하지 않고 결정된 위치에 기초하여 타겟 구간(1211)이 결정될 수 있다.
타겟 구간의 마지막 데이터가 참조 데이터(1212)로 결정될 수 있다. 센서로부터 정상 데이터가 수신되었을 경우, 정상 데이터가 데이터(1122)일 가능성보다 참조 데이터(1212)일 가능성이 더 크므로, 비-갱신 데이터인 데이터(1122) 대신에 참조 데이터(1212)를 이용하여 데이터를 갱신하는 것이 사용자의 실제 보행 동작에 더 부합할 수 있다. 참조 데이터(1212)를 이용하여 갱신된 데이터는 보행 보조 장치의 토크를 출력하기 위해 이용될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 참조 패턴(1210)을 갱신하는 단계가 더 수행될 수 있다. 프로세서(320)는 정규화 패턴(1120)에 기초하여 참조 패턴(1210)을 갱신할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 참조 패턴(1210) 중 타겟 구간(1211)을 정규화 패턴(1120)으로 변경함으로써 참조 패턴(1210)을 갱신할 수 있다. 데이터(1122)는 갱신에서 제외될 수 있다. 다른 예로, 프로세서(320)는 타겟 구간(1211)의 데이터 및 참조 패턴(1210)의 데이터에 가중치를 주어 참조 패턴(1210)을 갱신할 수 있다.
도 13은 일 예에 따른 복수의 참조 패턴들 중 참조 패턴을 결정하는 방법의 흐름도이다.
도 9 및 10을 참조하여 전술된 단계(930)는 아래의 단계(1310)를 더 포함한다. 단계(1310)는 단계(1010)가 수행되지 전에 수행될 수 있다.
단계(1310)에서, 프로세서(320)는 보행 보조 장치의 현재 보행 모드에 기초하여 복수의 참조 패턴들 중 참조 패턴을 결정한다. 예를 들어, 보행 보조 장치는 평지 모드, 상향 경사 모드, 하향 경사 모드, 및 계단 모드 중 어느 하나로 동작할 수 있고, 메모리(320)는 각각의 모드에 대한 참조 패턴들이 저장되어 있다. 다른 예로, 보행 보조 장치는 보행 속도에 대한 복수의 모드들 중 어느 하나로 동작할 수 있고, 메모리(320)는 각각의 모드에 대한 참조 패턴들이 저장되어 있다.
도 1 내지 도 13을 참조하여 설명된 실시예는 보행 보조 장치 및 보행 보조 장치의 토크를 출력하는 방법에 관한 것이다. 상기의 실시예를 설명하기 위한 일 예로써 데이터를 갱신하는 방법이 설명되었다.
아래에서는 14 및 도 15를 참조하여 보행 보조 장치에서 이용되는 데이터가 아니더라도, 데이터가 갱신되지 않은 경우 데이터를 갱신하는 방법에 대해 상세하게 설명된다.
도 14는 일 실시예에 따른 데이터 갱신 장치의 구성도이다.
데이터 갱신 장치(1400)는 통신부(1410), 프로세서(1420) 및 메모리(1430)를 포함할 수 있다. 일 측면에 따르면, 데이터 갱신 장치(1400)는 다른 장치로부터 무선 통신으로 데이터를 수신하는 장치에 포함될 수 있다. 예를 들어, 데이터 갱신 장치(1400)는 도 3 내지 도 13을 참조하여 전술된 토크 출력 장치(300) 내에 포함될 수 있다.
통신부(1410)는 프로세서(1420) 및 메모리(1430)와 연결되어 데이터를 송수신한다. 통신부(1410)는 외부의 다른 장치와 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다.
통신부(1410)는 데이터 갱신 장치(1400) 내의 회로망으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 통신부(1410)는 내부 버스 및 외부 버스를 포함할 수 있다.
통신부(1410)는 데이터 갱신 장치(1400)와 외부의 장치를 연결하는 요소일 수 있다. 통신부(1410)는 인터페이스일 수 있다. 통신부(1410)는 외부의 장치로부터 데이터를 수신하여, 프로세서(1420) 및 메모리(1430)에 데이터를 전송할 수 있다. 예를 들어, 통신부(1410)는 무선 통신을 통해 연결된 다른 장치로부터 데이터를 수신할 수 있다. 다른 장치에 대한 한정 사항은 없으나, 수신하는 데이터들은 일정한 패턴 또는 주기를 가진다. 예를 들어, 관절 각도 센서의 경우 사용자의 보행 싸이클에 대해 주기적인 데이터들을 생성한다.
프로세서(1420)는 통신부(1410)가 수신한 데이터 및 메모리(1430)에 저장된 데이터를 처리한다. 프로세서(1420)는 메모리(예를 들어, 메모리(1430))에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드(예를 들어, 소프트웨어) 및 프로세서(1420)에 의해 유발된 인스트럭션들을 실행한다.
메모리(1430)는 통신부(1410)가 수신한 데이터 및 프로세서(1420)가 처리한 데이터를 저장한다. 예를 들어, 메모리(1430)는 프로그램을 저장할 수 있다. 저장되는 프로그램은 데이터를 갱신할 수 있도록 코딩되어 프로세서(1420)에 의해 실행 가능한 신텍스(syntax)들의 집합일 수 있다.
일 측면에 따르면, 메모리(1430)는 하나 이상의 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및 RAM, 플래시 메모리, 하드 디스크 드라이브 및 광학 디스크 드라이브를 포함할 수 있다.
메모리(1430)는 데이터 갱신 장치(1400)를 동작 시키는 명령어 세트(예를 들어, 소프트웨어)를 저장한다. 데이터 갱신 장치(1400)를 동작 시키는 명령어 세트는 프로세서(1420)에 의해 실행된다.
통신부(1410), 프로세서(1420) 및 메모리(1430)에 대해, 아래에서 도 15를 참조하여 상세히 설명된다.
도 15는 일 실시예에 따른 데이터 갱신 방법의 흐름도이다.
아래의 단계들(1510 내지 1540)은 도 14를 참조하여 전술된 데이터 갱신 장치(1400)에 의해 수행된다.
단계(1510)에서, 프로세서(1420)는 통신부(1410)가 무선 통신으로 연결된 다른 장치로부터 수신한 데이터를 로드한다. 통신부(1410)는 다른 장치로부터 데이터를 수신하고, 수신한 데이터를 통신부(1410)의 버퍼에 저장할 수 있다. 무선 통신은 블루투스, 와이파이, 및 지그비를 포함하고, 기재된 실시예로 한정되지 않는다. 프로세서(1420)에 의해 로드된 데이터는 통신부(1410)가 다른 장치로부터 가장 최근에 수신한 데이터일 수 있다.
일 측면에 따르면, 데이터는 보행 보조 장치의 사용자의 관절 각도를 측정한 데이터일 수 있다. 예를 들어, 사용자의 어깨 관절 각도, 고관절 각도, 무릎 관절 각도 및 발목 관절 각도 중 적어도 하나일 수 있다. 데이터는 보행 보조 장치의 토크를 계산하기 위해 이용될 수 있다.
단계(1520)에서, 프로세서(1420)는 로드된 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단한다. 데이터가 이전에 로드된 데이터와 동일한 데이터인 경우, 로드된 데이터는 갱신되지 않은 데이터로 판단될 수 있다.
일 측면에 따르면, 프로세서(1420)는 데이터의 식별자를 이용하여 로드된 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단할 수 있다. 데이터의 식별자는 데이터가 로드된 적이 있는지를 나타내는 필드 및 데이터의 타임 스탬프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(1410)는 프로세서(1420)에 의해 로드된 데이터의 필드에 식별자를 표시할 수 있고, 프로세서(1420)는 로드된 데이터의 필드에 식별자가 있는 경우, 로드된 데이터를 비-갱신 데이터로 판단할 수 있다. 다른 예로, 데이터가 타임 스탬프를 포함하는 경우, 프로세서(1420)는 타임 스탬프에 기초하여 로드된 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단할 수 있다.
로드된 데이터가 비-갱신 데이터인 경우, 아래의 단계(1530)가 수행된다.
단계(1530)에서, 프로세서(1420)는 로드된 데이터에 기초하여 미리 저장된 참조 패턴의 참조 데이터를 결정한다. 다른 장치로부터 수신되는 데이터가 주기적인 패턴을 가지는 경우, 미리 알고 있는 패턴을 이용하여 지연으로 인하여 수신되지 않은 데이터를 예측할 수 있다. 참조 데이터를 결정하는 방법의 상세한 설명은 도 10 내지 12를 참조하여 전술된 설명으로 대체될 수 있으므로, 간결하고 명확한 설명을 위하여 이하에서 생략한다.
단계(1540)에서, 프로세서(1420)는 참조 데이터를 이용하여 데이터를 갱신한다. 예를 들어, 프로세서(1420)는 로드된 데이터를 참조 데이터로 변경함으로써 데이터를 갱신할 수 있다.
일 측면에 따르면, 갱신된 데이터는 보행 보조 장치를 사용하는 사용자의 보행 싸이클의 진행도를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 보행 보조 장치는 결정된 진행도에 기초하여 사용자의 보행을 보조하기 위한 토크를 계산하고, 계산된 토크에 기초하여 사용자에게 보조력을 제공할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
300: 토크 출력 장치
310: 통신부
320: 프로세서
330: 메모리
1400: 데이터 갱신 장치
1410: 통신부
1420: 프로세서
1430: 메모리

Claims (25)

  1. 보행 보조 장치의 토크를 출력하는 방법에 있어서,
    상기 보행 보조 장치의 보행 싸이클의 진행도를 결정하기 위한 데이터를 로드하는 단계;
    상기 데이터에 기초하여 상기 진행도를 결정하는 단계;
    상기 진행도에 대응하는 상기 토크를 계산하는 단계; 및
    상기 토크를 상기 보행 보조 장치의 구동부에 출력하는 단계
    를 포함하고,
    상기 데이터를 로드하는 단계는,
    무선 통신을 통해 수신한 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 데이터가 갱신 데이터가 아닌 경우 상기 데이터에 기초하여, 미리 저장된 참조 패턴의 참조 데이터를 결정하는 단계;
    상기 참조 데이터를 이용하여 상기 데이터를 갱신하는 단계; 및
    상기 갱신된 데이터를 로드하는 단계
    를 포함하는,
    보행 보조 장치의 토크 출력 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신을 통해 수신한 데이터는, 상기 보행 싸이클에 대응하는 주기적인 패턴을 가지는,
    보행 보조 장치의 토크 출력 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 데이터의 식별자를 이용하여 상기 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는,
    데이터 갱신 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 데이터의 식별자는,
    상기 데이터가 로드된 적이 있는지를 나타내는 필드 및 데이터의 타임 스탬프 중 적어도 하나를 포함하는,
    데이터 갱신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 미리 저장된 참조 패턴의 참조 데이터를 결정하는 단계는,
    상기 데이터를 포함하는 미리 설정된 기간의 데이터들을 상기 참조 패턴에 대응하도록 정규화함으로써 정규화 패턴을 생성하는 단계;
    상기 참조 패턴 중 상기 정규화 패턴에 대응하는 타겟 구간을 결정하는 단계; 및
    상기 타겟 구간에 기초하여 상기 참조 데이터를 결정하는 단계;
    를 포함하는,
    보행 보조 장치의 토크 출력 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정규화 패턴을 생성하는 단계는,
    상기 미리 설정된 기간의 데이터들의 최소 값 및 최대 값이 상기 참조 패턴의 최소 값 및 최대 값에 각각 대응하도록 정규화하는 단계
    를 포함하는,
    보행 보조 장치의 토크 출력 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 미리 설정된 기간은 상기 참조 패턴의 한번의 주기에 대응하는,
    보행 보조 장치의 토크 출력 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 타겟 구간에 기초하여 상기 참조 데이터를 결정하는 단계는,
    상기 타겟 구간의 마지막 데이터를 상기 참조 데이터로 결정하는 단계
    를 포함하는,
    보행 보조 장치의 토크 출력 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 보행 보조 장치의 사용자의 관절 각도를 측정한 데이터인,
    보행 보조 장치의 토크 출력 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 관절 각도는,
    상기 사용자의 어깨 관절 각도, 고관절 각도, 무릎 관절 각도 및 발목 관절 각도 중 적어도 하나인,
    보행 보조 장치의 토크 출력 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 데이터를 로드하는 단계는,
    상기 보행 보조 장치의 현재 보행 모드에 기초하여 미리 저장된 복수의 참조 패턴들 중 상기 참조 패턴을 결정하는 단계
    를 더 포함하는,
    보행 보조 장치의 토크 출력 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램을 수록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  13. 보행 보조 장치의 토크 출력 장치에 있어서,
    토크를 출력하는 프로그램이 기록된 메모리; 및
    상기 프로그램을 수행하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로그램은,
    상기 보행 보조 장치의 보행 싸이클의 진행도를 결정하기 위한 데이터를 로드하는 단계;
    상기 데이터에 기초하여 상기 진행도를 결정하는 단계;
    상기 진행도에 대응하는 상기 토크를 계산하는 단계; 및
    상기 토크를 상기 보행 보조 장치의 구동부에 출력하는 단계
    를 수행하고,
    상기 데이터를 로드하는 단계는,
    무선 통신을 통해 수신한 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 데이터가 갱신 데이터가 아닌 경우 상기 데이터에 기초하여, 미리 저장된 참조 패턴의 참조 데이터를 결정하는 단계;
    상기 참조 데이터를 이용하여 상기 데이터를 갱신하는 단계; 및
    상기 갱신된 데이터를 로드하는 단계
    를 포함하는,
    토크 출력 장치.
  14. 주기적인 패턴을 가지는 데이터를 갱신하는 방법에 있어서,
    무선 통신을 통해 수신한 데이터를 로드하는 단계;
    상기 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 데이터가 갱신 데이터가 아닌 경우 상기 데이터에 기초하여, 미리 저장된 참조 패턴의 참조 데이터를 결정하는 단계; 및
    상기 참조 데이터를 이용하여 상기 데이터를 갱신하는 단계
    를 포함하는,
    데이터 갱신 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 데이터의 식별자를 이용하여 상기 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는,
    데이터 갱신 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 데이터의 식별자는,
    상기 데이터가 로드된 적이 있는지를 나타내는 필드 및 데이터의 타임 스탬프 중 적어도 하나를 포함하는,
    데이터 갱신 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 미리 저장된 참조 패턴의 참조 데이터를 결정하는 단계는,
    상기 데이터를 포함하는 미리 설정된 기간의 데이터들을 상기 참조 패턴에 대응하도록 정규화함으로써 정규화 패턴을 생성하는 단계;
    상기 참조 패턴 중 상기 정규화 패턴에 대응하는 타겟 구간을 결정하는 단계; 및
    상기 타겟 구간에 기초하여 상기 참조 데이터를 결정하는 단계;
    를 포함하는,
    데이터 갱신 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 정규화 패턴을 생성하는 단계는,
    상기 미리 설정된 기간의 데이터들의 최소 값 및 최대 값이 상기 참조 패턴의 최소 값 및 최대 값에 각각 대응하도록 정규화하는 단계
    를 포함하는,
    데이터 갱신 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 미리 설정된 기간은 상기 참조 패턴의 한번의 주기에 대응하는,
    데이터 갱신 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 타겟 구간에 기초하여 상기 참조 데이터를 결정하는 단계는,
    상기 타겟 구간의 마지막 데이터를 상기 참조 데이터로 결정하는 단계
    를 포함하는,
    데이터 갱신 방법.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 데이터는 보행 보조 장치의 토크를 계산하기 위해 이용되고,
    상기 데이터는 상기 보행 보조 장치의 사용자의 관절 각도를 측정한 데이터인,
    데이터 갱신 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 관절 각도는,
    상기 사용자의 어깨 관절 각도, 고관절 각도, 무릎 관절 각도 및 발목 관절 각도 중 적어도 하나인,
    데이터 갱신 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 데이터는 보행 싸이클의 진행도를 결정하기 위해 이용되고,
    상기 토크는 상기 결정된 진행도에 기초하여 계산되는,
    데이터 갱신 방법.
  24. 제14항 내지 제23항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 프로그램을 수록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  25. 데이터 갱신 장치에 있어서,
    데이터를 갱신하는 프로그램이 기록된 메모리; 및
    상기 프로그램을 수행하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로그램은,
    무선 통신을 통해 수신한 데이터를 로드하는 단계;
    상기 데이터가 갱신 데이터인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 데이터가 갱신 데이터가 아닌 경우 상기 데이터에 기초하여, 미리 저장된 참조 패턴의 참조 데이터를 결정하는 단계; 및
    상기 참조 데이터를 이용하여 상기 데이터를 갱신하는 단계
    를 수행하는,
    데이터 갱신 장치.
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