KR20210059377A - Wearable suit control method - Google Patents

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KR20210059377A
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한종부
이종일
양견모
신훈섭
이석재
손동섭
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한국로봇융합연구원
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Abstract

A wearable suit control method according to the present invention relates to a method of controlling the driving of a wearable suit, and comprises: a walking assistance step of controlling the wearable suit to assist a user in walking in response to movement in which the joints are flexed and extended while the user is walking; and a fall prevention step of performing a control to support a joint by measuring and determining that the center of gravity moves in a situation in which the user stumbles or slips and falls during walking. The wearable suit can detect a signal generated during the movement of a user to determine whether the user is walking or falling, can assist walking when the user is walking, and can control the driving of the wearable suit to make the user's center of gravity move to a first position when the user is falling.

Description

웨어러블 슈트 제어방법{WEARABLE SUIT CONTROL METHOD}Wearable suit control method {WEARABLE SUIT CONTROL METHOD}

본 발명은 보행을 보조하고 낙상에 대응하기 위한 웨어러블 슈트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계측된 데이터를 통해 사용자의 상태를 판단할 수 있는 웨어러블 슈트 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wearable suit for assisting walking and responding to a fall, and more particularly, to a wearable suit control method capable of determining a user's state through measured data.

일반적으로 노인이나 약자들은 근력이 보통의 성인 남녀 수준에서 부족하기 때문에 다양한 사고환경에 대처하기 쉽지 않은 것이 일반적인 상황이다.In general, it is a common situation that the elderly and the weak are not easy to cope with various accident environments because their muscle strength is insufficient at the normal adult male and female level.

노인들은 많은 여가시간이 주어져 있으며, 이를 통해 자연을 통해 지인들과 교제함으로 삶의 활력을 누린다. 이러한 노인들은 보통의 산책이나 등산을 하는 상황이 많다.The elderly are given a lot of leisure time, and through this, they enjoy the vitality of life by interacting with their acquaintances through nature. These elderly people usually go for a walk or mountain climbing in many situations.

하지만 이러한 산책이나 등산의 경우, 주변 환경이 노인들에게 위험요소로 다가올 수 있다는 문제점이 있다.However, in the case of such a walk or mountain climbing, there is a problem that the surrounding environment can come as a risk factor for the elderly.

노인은 보행주기에서 한쪽으로 서있는 자세(gait cycle 10% 근방) 즉, 한쪽 발에 상체의 하중이 집중되는 구간에서 충분한 힘을 지지하지 못할 경우 미끌림, 헛디딤 등이 발생하여 낙상사고를 유발하고 있다. 이러한 낙상사고에 의한 골절은 노인들에게는 신경손상, 뇌진탕 등의 2차 사고를 유발하여 매우 치명적이다.Elderly people are standing on one side in the gait cycle (near 10% of the gait cycle), that is, if they do not support sufficient force in the section where the upper body load is concentrated on one foot, slipping and slipping occur, leading to a fall accident. . Fractures caused by such fall accidents cause secondary accidents such as nerve damage and concussion in the elderly and are very fatal.

착용형 로봇은 말그대로 웨어러블 로봇(wearable robot)이라고 총칭하고, 근력증강을 목표로 산업, 군사 재활분야에서 시스템의 재질과 형태 그리고 구동 방식에 관한 연구 개발이 이루어지고 있다. 이 시스템은 재료와 구조 및 동장 방식에 따라서 단단한 외골격형(Rigid exoskeleton)과 부드러운 슈트형(soft exosuit)으로 구분된다.Wearable robots are literally collectively referred to as wearable robots, and research and development on the materials, shapes and driving methods of systems are being conducted in the fields of industrial and military rehabilitation with the aim of enhancing muscle strength. The system is divided into rigid exoskeleton and soft exosuit, depending on the material, structure and movement method.

특히 슈트형 시스템을 구성하는 소재가 직물 및 와이어 등으로 구성되기 때문에 가볍고 착용성이 우수하다는 장점이 있다. 따라서 재활이 필요한 장애인 또는 근력이 약한 노인을 위한 근력증강 시스템은 슈트형으로 개발되는 것이 일반적이다.In particular, since the material constituting the chute-type system is composed of fabric and wire, it has the advantage of being light and excellent in wearability. Therefore, it is common to develop a suit-type muscle strengthening system for the disabled or the elderly with weak muscle strength who need rehabilitation.

최근에 개발된 슈트형 근력 보조 시스템은 미국에서 개발된 장갑형 슈트인Robo-Glove와 하지 근력보조용 softexosuit, 그리고 한국에서 개발된 장갑형 Exo-Glove-Poly 등이 있다. 이러한 근력보조 시스템은 대부분 산업현장과 장애인 재활 치료 목적으로 연구되고 있고, 노인이 일반생활에 사용하기에는 보조되는 근력의 크기나 필요한 근력의 위치가 맞지 않는다. 이에 노인의 보행에 도움을 줄 수 있는 시스템으로 가장 최근에 이슈가 되고 있는 Superflex 사의 Aura power clothing은 전기활성고분자(Electro-active polymer) 기술을 적용하여 근력을 증강시키는 슈트형 시스템을 개발 중에 있다.Recently developed suit-type muscle support systems include Robo-Glove, an armored suit developed in the United States, softexosuit for lower extremity strength support, and Exo-Glove-Poly, developed in Korea. Most of these muscle assist systems are being studied for the purpose of rehabilitation treatment in industrial sites and the disabled, and for the elderly to use them in general life, the size of the assisted muscle strength or the location of the required muscle strength do not match. Accordingly, Superflex's Aura power clothing, which is the most recent issue as a system that can help the elderly, is developing a suit-type system that enhances muscle strength by applying electro-active polymer technology.

하지만, 이 시스템에도 낙상에 의한 골절을 예방할 수 있는 장치가 고려되지 않았다.However, even in this system, a device capable of preventing a fracture due to a fall was not considered.

따라서 노인의 근력을 보조하고 낙상을 예방 및 낙상 사고로부터 보호할 수 있는 근력보조 기구가 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a muscle-assisting device that can assist the elderly's muscle strength, prevent falls and protect them from fall accidents.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 노인들의 일상 생활과 나아가서 여가 생활을 지향하기 위한 보조 슈트를 개발하는 것이 과제이다.The present invention is to solve the above problems, and it is a task to develop an auxiliary suit for oriented to the daily life of the elderly and further to the leisure life.

본 발명의 실시예에 따르면, 낙상 사고를 방지하고 사고시 충격을 완화할 수 있는 웨어러블 슈트를 제어하는 방법에 그 목적이 있다.According to an embodiment of the present invention, there is an object of a method of controlling a wearable suit capable of preventing a fall accident and alleviating an impact in the event of an accident.

그리고 근력 보조를 위한 다양한 장치를 제어하여 이를 착용한 사용자가 안전하게 보행 및 낙상예방을 할 수 있게 하기 위함이다.In addition, it is to control various devices for muscle strength assistance so that a user wearing them can walk safely and prevent falls.

따라서 노인들의 움직임을 판단하고 급작스러운 위험 순간에 대응할 수 있도록 입는 슈트를 제어하는 낙상보호 및 보행지원용 소프트 웨어러블 슈트의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, its purpose is to provide a control method of software wearable suits for fall protection and gait support that controls the suits worn to judge the movements of the elderly and respond to sudden dangers.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 따르면 웨어러블 슈트의 구동을 제어하는 방법으로서,In order to solve the above problems, according to one embodiment of the present invention, as a method of controlling the drive of a wearable suit,

사용자가 보행 중에 관절이 굴곡 및 신전되는 움직임에 대응하여 상기 웨어러블 슈트가 사용자 보행을 보조하도록 제어하는 보행보조단계 및 상기 사용자가 보행 중에 걸려 넘어지거나 미끄러져서 넘어지는 상황에서 무게 중심이 이동되는 것을 계측하고 판단하여 관절을 지지하도록 제어하는 낙상예방단계를 포함하고 상기 웨어러블 슈트는 상기 사용자가 움직이면서 발생되는 신호를 감지하여 상기 사용자가 보행 중인지 또는 낙상 중인지를 판단하고, 상기 사용자가 보행 중일 경우 보행을 보조하고, 상기 사용자가 낙상 중일 경우 상기 사용자의 무게중심이 최초 위치로 이동되도록 상기 웨어러블 슈트의 구동을 제어할 수 있다.The gait assist step of controlling the wearable suit to assist the user's walking in response to the movement of the user's joint flexion and extension while walking, and the movement of the center of gravity in the situation where the user stumbles or slips while walking It includes a fall prevention step of determining and controlling to support the joint, and the wearable suit detects a signal generated while the user moves to determine whether the user is walking or falling, and assists walking when the user is walking. And, when the user is in the middle of a fall, the drive of the wearable suit may be controlled so that the center of gravity of the user is moved to the initial position.

그리고 상기 사용자가 넘어지거나 미끄러지는 움직임을 감지하고, 상기 사용자가 충격 대상에 접촉되면서 상기 사용자에게 가해지는 충격이 저감되도록 상기 웨어러블 슈트의 구동을 제어할 수 있다.In addition, the movement of the user falling or sliding may be sensed, and driving of the wearable suit may be controlled so that an impact applied to the user is reduced when the user comes into contact with an impact target.

또한 상기 웨어러블 슈트는 기 학습된 행동 데이터를 포함하고, 상기 사용자의 움직임을 상기 행동 데이터에서 인덱싱하여 보행보조단계 또는 낙상예방단계 또는 낙상충격저감단계 중 어느 하나를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the wearable suit may include pre-learned behavior data, indexing the user's movement in the behavior data, and selecting any one of a walking assistance step, a fall prevention step, or a fall shock reduction step.

그리고 상기 사용자가 상기 웨어러블 슈트를 착용하고 움직이는 자세를 감지하여 실시간으로 데이터를 생성 및 상기 행동 데이터에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.And it may include the step of generating data in real time by detecting a posture in which the user wears the wearable suit and moves, and storing the data in the behavior data.

또한 상기 보행보조단계는 상기 사용자의 무릎의 굴곡 및 신전이 일정하게 반복되는 신호를 감지하여 보행패턴데이터를 생성 및 저장하는 단계 및 상기 보행패턴데이터와 유사 범주의 신호를 상기 행동 데이터에서 인덱싱하여 상기 보행보조단계로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the gait assist step includes the steps of generating and storing gait pattern data by detecting signals in which the user's knee flexion and extension are constantly repeated, and indexing signals of a category similar to the gait pattern data in the behavior data. It may include the step of determining as a walking assistance step.

그리고 상기 보행보조단계는, 상기 사용자 보행 패턴에서 양쪽 무릎의 굴곡 및 신전되는 주기에 대응하여 상기 양쪽 무릎이 신전되는 힘을 제공하는 단계를 포함할 수 있다,In addition, the gait assist step may include providing a force for extending both knees in response to a cycle in which both knees are flexed and extended in the user gait pattern.

또한 상기 낙상예방단계는 상기 사용자의 무게중심이 기 설정된 범위를 벗어나는 신호를 감지하여 낙상예방데이터를 생성 및 저장하는 단계 및 상기 행동 데이터를 통해 상기 보행패턴데이터에 연속하여 상기 낙상예방데이터가 발생되면 낙상예방단계로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the fall prevention step includes generating and storing fall prevention data by detecting a signal in which the center of gravity of the user is out of a preset range, and when the fall prevention data is generated consecutively to the walking pattern data through the behavior data. It may include the step of determining the fall prevention step.

그리고 상기 낙상예방단계는, 상기 사용자가 넘어지는 방향의 무릎에 힘을 제공하여 상기 무릎이 신전되도록 상기 웨어러블 슈트를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the fall prevention step may include controlling the wearable suit so that the knee is extended by providing force to the knee in the direction in which the user falls.

또한 상기 낙상충격저감단계는 상기 사용자의 허리를 포함한 관절이 굴곡되는 신호를 감지하여 낙상데이터를 생성 및 저장하는 단계 및 상기 행동 데이터를 통해 상기 보행패턴데이터 또는 낙상예방데이터에 연속하여 상기 낙상데이터가 발생되면 낙상충격저감단계로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the fall shock reduction step includes generating and storing fall data by detecting a signal in which the joints including the user's waist are bent, and the fall data successively to the walking pattern data or fall prevention data through the behavior data. If it occurs, it may include the step of determining the fall shock reduction step.

그리고 상기 낙상충격저감단계는 상기 웨어러블 슈트가 사용자와 상기 충격 대상 사이에서 완충 가능하게 변형되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of reducing the fall shock may include controlling the wearable suit to be deformed so that it can be buffered between the user and the impact target.

또한 사용자가 상기 웨어러블 슈트를 착용하고, 사용자의 신체에 대응하여 밀착되도록 제어하는 착용단계를 포함할 수 있다.In addition, it may include a wearing step of controlling the user to wear the wearable suit and in close contact with the user's body.

그리고 상기 웨어러블 슈트를 착용한 사용자의 움직임에 대한 데이터를 수집하여, 상기 웨어러블 슈트가 상기 수집된 데이터를 기반으로 작동되는 개인화 단계를 포함할 수 있다.And it may include a personalization step of collecting data on the movement of the user wearing the wearable suit, the wearable suit is operated based on the collected data.

본 발명의 웨어러블 슈트 제어방법에 따르면, 사용자의 움직임을 보조할 수 있도록 보행, 낙상예방 및 낙상의 단계를 판단한다는 효과가 있다.According to the wearable suit control method of the present invention, there is an effect of determining the steps of walking, prevention of falls, and falls so as to assist the movement of the user.

그리고 보행의 주기를 계측하여 보행을 보조할 수 있고, 낙상이 발생되는 것을 판단하여 낙상을 예방할 수 있으며, 낙상이 발생될 경우라고 판단되며 충격에서 사용자를 보호할 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to assist walking by measuring the gait cycle, it is possible to prevent a fall by judging that a fall occurs, it is determined that a fall occurs, and there is an effect of protecting the user from an impact.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트 제어방법에 있어서, 전체적인 운용 과정을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트 제어방법에 있어서 사용자 움직임이 행동 데이터에 매칭되는 모습을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트 제어방법에서 허벅지에 부착된 제1센서를 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트 제어방법에서 제2센서가 부착된 모습을 나타낸 도면;
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트 제어방법에서 무게 중심에 따라 보행과 낙상이 구분되는 모습을 나타낸 도면;
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트 제어방법에서 센서를 통해 사용자의 보행주기를 측정하여 보조하는 모습을 개념적으로 도시한 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트 제어방법에서 사용자가 넘어지는 경우 충격 대상과 직접적으로 접촉되지 않도록 보호하는 모습을 나타낸 도면이다.
The summary described above, as well as the detailed description of the preferred embodiments of the present application described below, may be better understood when read in connection with the accompanying drawings. For the purpose of illustrating the invention, preferred embodiments are shown in the drawings. However, it should be understood that this application is not limited to the precise arrangements and means shown.
1 is a view showing an overall operation process in a wearable suit control method according to an embodiment of the present invention;
2 is a view showing a state in which a user's movement matches behavior data in a method for controlling a wearable suit according to an embodiment of the present invention;
3 is a view showing a first sensor attached to a thigh in the wearable suit control method according to an embodiment of the present invention;
4 is a view showing a state in which a second sensor is attached in a method for controlling a wearable suit according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing a state in which walking and a fall are divided according to a center of gravity in a method for controlling a wearable suit according to an embodiment of the present invention;
6 is a conceptual diagram illustrating a state in which a user's gait period is measured and assisted through a sensor in a wearable suit control method according to an embodiment of the present invention;
7 is a view showing a state in which the wearable suit control method according to an embodiment of the present invention protects against direct contact with an impact target when a user falls.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the object of the present invention can be realized in detail will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the present embodiment, the same names and the same reference numerals are used for the same components, and additional descriptions thereof will be omitted.

먼저 본 발명은 후술되는 구성들로 구비되고 사용자(H)가 착용할 수 있는 웨어러블 슈트의 제어방법에 관한 것으로 사용자(H)의 보행을 보조하거나 낙상으로부터 예방하도록 슈트를 제어하는 방법을 목적으로 한다.First, the present invention relates to a method of controlling a wearable suit that is provided with configurations to be described later and can be worn by the user (H), and an object of the present invention is to control the suit to assist the user (H) to walk or prevent a fall. .

따라서 본 발명의 목적에 따라 사용자(H)는 노인을 대상으로 제어되는 웨어러블 슈트일 수 있다.Accordingly, according to the object of the present invention, the user H may be a wearable suit controlled for the elderly.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트는 사용자(H)가 보행 또는 낙상되는 움직임을 감지할 수 있는 센서(S1, S2)가 구비되고, 보행을 보조하고 낙상을 예방 및 낙상 충격을 저감할 수 있는 다양한 모듈이 탑재되어 있다.And the wearable suit according to an embodiment of the present invention is provided with sensors (S1, S2) capable of detecting the movement of the user (H) walking or falling, assists walking, prevents falls, and reduces the impact of falls. It is equipped with various modules that can be used.

이를 제어하기 위한 알고리즘은 도 1에 도시된 바와 같다.The algorithm for controlling this is as shown in FIG. 1.

도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 하겠다.It will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트 제어방법에 있어서, 전체적인 운용 과정을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트 제어방법에 있어서 사용자(H) 움직임이 행동 데이터(100)에 매칭되는 모습을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트 제어방법에서 무게 중심에 따라 보행과 낙상이 구분되는 모습을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트 제어방법에서 센서(S1, S2)를 통해 사용자(H)의 보행주기를 측정하여 보조하는 모습을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트 제어방법에서 허벅지에 부착된 센서를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트 제어방법에서 사용자(H)의 무게중심을 측정하는 센서를 나타낸 도면이며, 도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트 제어방법에서 사용자(H)가 넘어지는 경우 충격 대상과 직접적으로 접촉되지 않도록 보호하는 모습을 나타낸 도면이다.As shown in Fig. 1, in the wearable suit control method according to an embodiment of the present invention, a diagram showing an overall operation process, and Fig. 2 is a user ( H) It is a diagram showing a state in which movement is matched with the behavior data 100, and FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which walking and falls are divided according to the center of gravity in the wearable suit control method according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram conceptually showing a state in which the gait period of the user H is measured and assisted through the sensors S1 and S2 in the wearable suit control method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is the present invention. A diagram showing a sensor attached to the thigh in the wearable suit control method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a sensor measuring the center of gravity of the user H in the wearable suit control method according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram illustrating a method of controlling a wearable suit according to an embodiment of the present invention to protect a user H from being in direct contact with an impact target when a user H falls.

[웨어러블 슈트 제어방법][Wearable suit control method]

웨어러블 슈트 제어방법은 도 1 및 도 2를 통해 설명하도록 한다.The wearable suit control method will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

본 발명은 사용자(H)가 착용하는 웨어러블 슈트를 제어하는 제어방법에 대한 것으로 크게 보행보조단계 및 낙상예방단계를 포함한다.The present invention relates to a control method for controlling a wearable suit worn by the user H, and largely includes a walking assistance step and a fall prevention step.

보행보조단계는 사용자(H)가 보행 중에 관절이 굴곡 및 신전되는 움직임에 대응하여 웨어러블 슈트가 사용자(H) 보행을 보조하도록 제어하는 단계이다.The gait assist step is a step of controlling the wearable suit to assist the user H walking in response to a movement in which the joint flexes and extends while the user H is walking.

그리고 낙상예방단계는 사용자(H)가 보행 중에 걸려서 넘어지거나 또는 미끄러져서 넘어지는 상태에서 무게 중심이 이동되는 것을 판단하여 웨어러블 슈트를 제어하도록 설계될 수 있다.In addition, the fall prevention step may be designed to control the wearable suit by determining that the center of gravity is moved in a state in which the user H stumbles or falls while walking.

웨어러블 슈트는 사용자(H)가 움직이면서 발생되는 신호를 감지하여 사용자(H)가 보행 중인지 또는 낙상 중인지를 판단하고, 사용자(H)가 보행 중일 경우 보행을 보조하고, 사용자(H)가 낙상 중일 경우에는 사용자(H)의 무게중심이 최초 위치로 이동되도록 웨어러블 슈트의 구동을 제어할 수 있다.The wearable suit detects signals generated while the user (H) is moving to determine whether the user (H) is walking or falling, assists in walking when the user (H) is walking, and when the user (H) is falling In the case, the drive of the wearable suit can be controlled so that the center of gravity of the user H is moved to the initial position.

그리고 본 실시예에서 낙상에 대해서는 낙상충격저감단계를 더 포함할 수 있다.In addition, in the present embodiment, the fall may further include a fall shock reduction step.

낙상충격저감단계는 사용자(H)가 넘어지거나 미끄러지는 움직임을 감지하고, 사용자(H)가 충격 대상에 접촉되면서 사용자(H)에게 가해지는 충격이 저감되도록 웨어러블 슈트를 구동을 제어하는 것일 수 있다.The fall shock reduction step may be to control the drive of the wearable suit so that the user H detects a falling or slipping motion, and the impact applied to the user H as the user H contacts the impact target is reduced. .

여기 사용자(H) 무게중심의 최초 위치는 보행 중일 때의 무게중심 위치일 수 있다.Here, the initial position of the center of gravity of the user H may be a position of the center of gravity while walking.

먼저 사용자(H)의 움직임을 감지하여 보행 또는 낙상을 판단할 수 있다(S01).First, it is possible to determine a walking or a fall by detecting the movement of the user H (S01).

사용자(H)가 보행 중에 넘어지는 상황이 되면 무게중심이 급격하게 변화되며, 이는 무게중심이 변화는 속도 또는 무게중심이 이동되는 위치를 판단할 수 있다.When the user H falls over while walking, the center of gravity changes rapidly, which can determine the speed at which the center of gravity changes or the position at which the center of gravity is moved.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트는 기 학습된 행동 데이터(100)를 포함한다. 여기서 말하는 행동 데이터(100)는 사용자(H)가 웨어러블 슈트를 입고 다양한 환경에서의 움직임을 저장한 데이터를 말하며, 보행 및 낙상에 대한 데이터를 포함할 수 있다.The wearable suit according to an embodiment of the present invention includes pre-learned behavior data 100. The behavior data 100 referred to herein refers to data in which the user H wears a wearable suit and stores movements in various environments, and may include data on walking and falls.

따라서 사용자(H)의 현재 상태를 파악하기 위해 사용자(H)의 움직임이 계측된 데이터를 학습데이터에서 인덱싱할 수 있다(S02).Therefore, in order to grasp the current state of the user H, the data on which the movement of the user H is measured may be indexed in the learning data (S02).

그리고 현재 움직임이 행동 데이터(100)에서 인덱싱되면, 사용자(H)가 보행인지 또는 낙상인지를 판단할 수 있다(S03).In addition, when the current movement is indexed in the behavior data 100, it may be determined whether the user H is walking or falling (S03).

이를 통해 사용자(H)가 보행일 경우, 보행을 보조할 수 있도록 슈트를 제어하며 낙상일 경우, 낙상을 예방하기 위해 슈트를 제어하게 된다(S04).Through this, when the user H is walking, the suit is controlled to assist walking, and in the case of a fall, the suit is controlled to prevent a fall (S04).

사용자(H)가 보행보조단계, 낙상예방단계 및 낙상충격저감단계 인지는 웨어러블 슈트에 내장된 기 학습된 행동 데이터(100)를 통해 판단이 가능 할 수 있다.The user H's recognition of the walking assistance stage, the fall prevention stage, and the fall shock reduction stage may be determined through pre-learned behavior data 100 embedded in the wearable suit.

도 2에 도시된 바와 같이 행동 데이터(100)는 보행패턴데이터(120), 낙상예방데이터(140) 및 낙상데이터(160)를 포함할 수 있다.As illustrated in FIG. 2, the behavior data 100 may include walking pattern data 120, fall prevention data 140, and fall data 160.

그리고 사용자(H)의 움직임을 통해 보행에 대한 데이터는 실시간으로 보행패턴데이터(120)에 저장하고, 낙상예방에 대한 데이터는 낙상예방데이터(140)에, 그리고 낙상에 대한 데이터는 낙상데이터(160)에 저장할 수 있다.And data about walking through the movement of the user H is stored in the walking pattern data 120 in real time, the data on the fall prevention is in the fall prevention data 140, and the data on the fall is the fall data 160 ) Can be saved.

이를 통해 사용자(H)가 보행, 낙상예방 또는 낙상의 상태를 정확하게 파악할 수 있다.Through this, the user (H) can accurately grasp the state of walking, fall prevention, or fall.

다시 말해, 행동 데이터(100)는 슈트를 입고 움직이면서 보행과 낙상에 대한 파라미터(PARAMETER) 값들이 저장되어 있어서, 슈트를 입은 사용자(H)가 어떠한 상태인지를 판단할 수 있는 기준이 되며, 최초에 기본값으로 설정되어 있기 때문에, 사용자(H)가 웨어러블 슈트를 입고 다양한 활동을 하면서 보행, 낙상예방 및 낙상에 대한 데이터들을 실시간으로 행동 데이터(100)에 추가할 수 있다.In other words, the behavior data 100 is a criterion for determining what state the user (H) in the suit is in, since parameter values for walking and falls are stored while moving while wearing the suit. Since it is set as a default value, data about walking, fall prevention, and falls can be added to the behavior data 100 in real time while the user H wears a wearable suit and performs various activities.

결론적으로 사용자(H)가 슈트를 입고 움직이는 시간이 많을수록 사용자(H)에 행동에 정밀하게 반응할 수 있다.In conclusion, the more time the user H wears the suit and moves, the more accurately the user H can react to the action.

위와 같은 내용을 바탕으로 보행보조단계에서는 사용자(H)의 무릎의 굴곡 및 신전이 일정하게 반복되는 신호를 감지하여 보행패턴데이터(120)를 생성 및 저장하는 단계 및 보행패턴데이터(120)와 유사범주의 신호를 행동 데이터(100)에서 인덱싱하여 보행보조단계로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.Based on the above, the step of generating and storing the walking pattern data 120 by detecting a signal in which the flexion and extension of the knee of the user H is constantly repeated, and similar to the walking pattern data 120 are detected. It may include the step of indexing the signal of the category in the behavioral data 100 to determine as a walking assistance step.

그리고 보행보조단계는 사용자(H) 보행 패턴에서 양쪽 무릎의 굴곡 및 신전되는 주기에 대응하여 양쪽 무릎에 신전되는 힘을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the gait assist step may further include providing a force to be extended to both knees in response to a cycle of flexion and extension of both knees in the gait pattern of the user (H).

한편, 낙상예방단계는 사용자(H)의 무게중심이 기 설정된 범위를 벗어나는 신호를 감지하여 낙상예방데이터(140)를 생성 및 저장하는 단계 및 행동 데이터(100)를 통해 보행패턴데이터(120)에 연속하여 낙상예방데이터(140)가 발생되면 낙상예방단계로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, in the fall prevention step, the step of generating and storing the fall prevention data 140 by detecting a signal in which the center of gravity of the user H is out of a preset range, and the walking pattern data 120 through the behavior data 100 If the fall prevention data 140 is continuously generated, it may include determining the fall prevention step.

그리고 사용자(H)가 넘어지는 방향의 무릎에 힘을 제공하여 무릎이 신전되도록 웨어러블 슈트를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.And it may further include the step of controlling the wearable suit so that the knee is extended by providing force to the knee in the direction in which the user H falls.

구체적으로, 사용자(H)가 보행 중에 돌뿌리에 걸리거나 미끄러지면서 넘어지게 될 경우에 무릎 관절에 강제적으로 힘을 제공하여 관절이 신전되게 할 수 있다.Specifically, when the user H is caught on a stone root while walking or falls while sliding, force is forcibly provided to the knee joint so that the joint is extended.

이때 넘어지는 방향에 대한 판단도 가능하여 넘어지는 방향의 무릎 관절을 신전되게 하여 낙상을 예방할 수 있다.At this time, it is possible to determine the direction of the fall, so that the knee joint in the direction of the fall can be extended to prevent a fall.

한편 낙상충격저감단계는 사용자(H)의 허리를 포함한 관절이 굴곡되는 신호를 감지하여 낙상데이터(160)를 생성 및 저장하는 단계 및 행동 데이터(100)를 통해 보행패턴데이터(120) 또는 낙상예방데이터(140)에 연속하여 낙상데이터(160)가 발생되면 낙상충격저감단계로 판단할 수 있다.On the other hand, in the fall shock reduction step, the step of generating and storing the fall data 160 by detecting a signal that the joint including the waist of the user H is bent, and the walking pattern data 120 or the fall prevention through the behavior data 100 If the fall data 160 is continuously generated from the data 140, it may be determined as a fall shock reduction step.

낙상충격저감단계는 사용자(H)가 넘어지면서 지면 또는 구조물 등과 같은 대상물과 접촉되어 사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.In the fall shock reduction step, it is possible to prevent an accident from occurring due to contact with an object such as the ground or a structure while the user H falls.

즉, 사용자(H)와 충격 대상 사이에서 완충되도록 에어백과 같은 형상으로 구비될 수 있다.That is, it may be provided in a shape such as an airbag so as to be buffered between the user H and the impact target.

자세한 것을 웨어러블 슈트의 구조에 대한 내용을 설명하면서 후술하도록 하겠다.Details will be described later while explaining the structure of the wearable suit.

계속해서 도 3 및 도 4에서는 사용자(H)의 무게중심에 대한 구분과 보행주기에 대해서 설명하도록 하겠다.Subsequently, in FIGS. 3 and 4, the division of the center of gravity of the user H and the walking period will be described.

웨어러블 슈트에 장착된 센서(S1, S2)를 통해 사용자(H)의 무게중심을 계측하고 관절의 굴곡 및 신전을 계측할 수 있게 된다.Through the sensors (S1, S2) mounted on the wearable suit, the center of gravity of the user (H) can be measured, and the flexion and extension of the joint can be measured.

도 3에 도시된 바와 같이 웨어러블 슈트에 구비된 IMU센서(S2)는 무게중심을 계측할 수 있다. 그리고 무게중심에 따라 보행, 낙상예방 및 낙상을 판단할 수 있다.As shown in FIG. 3, the IMU sensor S2 provided in the wearable suit may measure the center of gravity. And walking, fall prevention and falls can be judged according to the center of gravity.

도 3을 통해 예를 들어 설명하도록 한다.An example will be described with reference to FIG. 3.

가상의 무게중심원(50)의 가운데 중심점을 무게중심이 '0' 이라고 하고, 최외각 둘레는 '100'이라고 한다면, 무게중심이 0~20까지의 반경에서는 보행상태로 판단하고 보행패턴데이터(120)에 데이터를 저장하고, 21~60까지의 반경의 무게중심에서는 낙상에서도 예방이 가능한 상태로 판단하여 낙상예방데이터(140)에 저장하며, 61~100까지의 반경의 무게중심에서는 돌이킬 수 없는 낙상으로 판단하여 낙상데이터(160)를 저장할 수 있다.If the center of gravity of the virtual center of gravity 50 is '0' and the outermost circumference is '100', it is determined as a walking state in the radius of the center of gravity from 0 to 20, and walking pattern data ( 120), and at the center of gravity of the radius from 21 to 60, it is determined that it is possible to prevent falls, and it is stored in the fall prevention data (140), and is irreversible at the center of gravity of the radius from 61 to 100. It is determined as a fall and the fall data 160 may be stored.

이 때 보행상태에서 보행패턴데이터(120)에는 사용자(H)의 보행주기가 저장되어 있을 수 있다.In this case, the gait cycle of the user H may be stored in the gait pattern data 120 in the gait state.

도 4에 도시된 바와 같이 센서(S1)를 통해 보행주기에 대한 데이터가 생성되고 보행주기를 웨어러블 슈트에 반영하여 무릎에 굴곡과 신전을 보조할 수 있다.As shown in FIG. 4, data on the gait cycle is generated through the sensor S1 and the gait cycle is reflected in the wearable suit to assist flexion and extension of the knee.

사람들마다 보행주기, 즉 걸음걸이나 생활환경에 따라 보행주기가 다양하다. 그리고 산을 오르는지 내리막길을 걷는지에 따라서도 보행주기가 다를 수밖에 없다.Each person's walking cycle, that is, the walking cycle varies according to the gait or living environment. And the walking cycle is bound to be different depending on whether you are climbing a mountain or walking downhill.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트는 보행주기를 예측하여 보행을 보조할 수도 있다.Therefore, the wearable suit according to an embodiment of the present invention may assist walking by predicting a walking period.

예를 들어 설명하면, 10걸음을 걷는다고 가정하자.For example, let's say you walk 10 steps.

1~3걸음은 똑같은 보행주기를 갖지만, 4~5걸음에서는 오른쪽다리를 조금 느리게 할 때, 6걸음부터는 오른쪽 다리가 느리게 전진한다는 것을 파악하고 이에 대응하여 웨어러블 슈트가 걸음을 보조하도록 모듈(220)에 유체를 주입할 수 있다.Steps 1 to 3 have the same gait cycle, but in 4 to 5 steps, when the right leg is slowed down a little, the module 220 recognizes that the right leg advances slowly from 6 steps, and the wearable suit assists the step in response. You can inject fluid into it.

[웨어러블 슈트 구조 및 구동][Wearable suit structure and operation]

다음 도 5 내지 도 7를 통해서는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 슈트의 구조에 대해서 설명하도록 한다.Next, a structure of a wearable suit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7.

본 발명에 따른 웨어러블 슈트는, 의류과 같이 형성되며 보행보조 및 낙상예방, 그리고 충격을 저감하기 위한 모듈들이 하지의 둘레를 따라 다수가 형성될 수 있다.The wearable suit according to the present invention may be formed like clothing and may have a plurality of modules formed along the circumference of the lower extremities for assisting walking, preventing falls, and reducing impact.

이는 유체 주입되는 형태(220)일 수도 있다.This may be a form 220 in which fluid is injected.

또 다른 실시예에서는 압력 실린더를 이용하여 관절이 사용될 수도 있다.In another embodiment, joints may be used using pressure cylinders.

본 발명에서는 보행을 계측하는 센서(S1) 및 낙상을 계측하는 센서(S2)를 포함할 수 있다.In the present invention, it may include a sensor (S1) for measuring walking and a sensor (S2) for measuring a fall.

본 발명의 웨어러블 슈트에는 허벅지 부분에 보행의 주기를 계측할 수 있는 센서(S1)가 구비된다.The wearable suit of the present invention is provided with a sensor (S1) capable of measuring the walking cycle in the thigh portion.

이를 통해 사용자(H)가 보행 일 경우, 양 다리가 서로 엇갈리며 전진하는 속도를 판단하여 무릎 뒤쪽에 유체를 주입하는 방식 일 수 있다.Through this, when the user H is walking, it may be a method of injecting fluid into the back of the knee by determining the speed at which both legs cross each other and advance.

본 실시예에서 보행을 계측하는 센서(S1)는 소프트 센서이며, 이는 근육 또는 피부가 신장되는 정도를 측정할 수 있다.In this embodiment, the sensor S1 for measuring gait is a soft sensor, which can measure the extent to which muscle or skin is stretched.

본 실시예에서 보행을 계측하는 센서(S1)는 근육 또는 피부의 신장을 측정한다고 하였지만 근육의 움직임에 따른 전류를 측정하는 센서로 구비될 수도 있다. Although it was said that the sensor S1 for measuring gait in the present embodiment measures the height of a muscle or skin, it may be provided as a sensor that measures a current according to the movement of the muscle.

계속해서 낙상예방 또는 낙상의 상황에서는 무게중심의 이동을 계측하여 대응할 수 있다.Continuous fall prevention or fall situation can be responded by measuring the movement of the center of gravity.

낙상에서는 무게중심이 이동되는 속도 및 이동되는 방향 등을 판단할 수 있다.In a fall, the speed at which the center of gravity moves and the direction in which it moves can be determined.

도시된 바와 같이 무게중심 센서(S2)는 허리와 허벅지 및 종아리에 구비될 수 있다.As shown, the center of gravity sensor S2 may be provided on the waist, thigh, and calves.

이는 각각이 무게중심을 계측할 수 있을 뿐 아니라 다수개가 서로 연동되어 사용자(H)의 무게중심의 이동을 판단할 수 있다.This not only can each measure the center of gravity, but a plurality of them can be interlocked to determine the movement of the center of gravity of the user H.

그리고 무게중심의 이동에 따라 낙상예방데이터(140)가 수집되는 경우, 낙상을 예방하기 위해 무게중심이 이동되는 속도 및 방향 그리고 위치까지 계측할 수 있어서 사용자(H)가 넘어질 것으로 판단되면 해당 방향의 모듈(220)을 구동시켜서 낙상을 예방할 수 있다.And when the fall prevention data 140 is collected according to the movement of the center of gravity, the speed, direction and position at which the center of gravity moves to prevent a fall can be measured. It is possible to prevent falls by driving the module 220 of.

또한 행동 데이터(100)를 통해 현재 사용자(H)의 무게중심 이동 속도 및 위치를 판단하여 낙상을 예방할 수 없고, 낙상이 된다고 판단되는 경우에는 해당 방향으로 모듈(260)을 구동시켜서 충격 대상과 접촉되는 것을 방지할 수 있다.In addition, a fall cannot be prevented by determining the current moving speed and position of the user H's center of gravity through the behavior data 100, and if it is determined that a fall is caused, the module 260 is driven in the corresponding direction to contact the target of impact. Can be prevented.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, preferred embodiments according to the present invention have been examined, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from its spirit or scope in addition to the above-described embodiments is known to those skilled in the art. It is self-evident to them. Therefore, the above-described embodiments are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and accordingly, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.

100: 행동 데이터
120: 보행패턴데이터
140: 낙상예방데이터
160: 낙상데이터
220: 보행 보조 모듈
260: 충격 저감 모듈
S1: 소프트 센서
S2: IMU 센서
100: behavioral data
120: walking pattern data
140: Fall prevention data
160: Fall data
220: walking assistance module
260: shock reduction module
S1: Soft sensor
S2: IMU sensor

Claims (13)

웨어러블 슈트의 구동을 제어하는 방법으로서,
사용자가 보행 중에 관절이 굴곡 및 신전되는 움직임에 대응하여 상기 웨어러블 슈트가 사용자 보행을 보조하도록 제어하는 보행보조단계; 및
상기 사용자가 보행 중에 걸려 넘어지거나 미끄러져서 넘어지는 상황에서 무게 중심이 이동되는 것을 계측하고 판단하여 관절을 지지하도록 제어하는 낙상예방단계;
를 포함하고,
상기 웨어러블 슈트는 상기 사용자가 움직이면서 발생되는 신호를 감지하여 상기 사용자가 보행 중인지 또는 낙상 중인지를 판단하고, 상기 사용자가 보행 중일 경우 보행을 보조하고, 상기 사용자가 낙상 중일 경우 상기 사용자의 무게중심이 최초 위치로 이동되도록 상기 웨어러블 슈트의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는,
웨어러블 슈트 제어방법.
As a method of controlling the operation of the wearable suit,
A walking assistance step of controlling the wearable suit to assist the user in walking in response to a movement in which the joint is flexed and extended while the user is walking; And
A fall prevention step of measuring and determining that the center of gravity is moved in a situation in which the user stumbles or slips while walking, and controls the joint to be supported;
Including,
The wearable suit detects a signal generated by the user's movement to determine whether the user is walking or falling, assists walking when the user is walking, and when the user is falling, the center of gravity of the user is initially Characterized in that to control the drive of the wearable suit to be moved to the position
Wearable suit control method.
제1항에 있어서,
상기 사용자가 넘어지거나 미끄러지는 움직임을 감지하고, 상기 사용자가 충격 대상에 접촉되면서 상기 사용자에게 가해지는 충격이 저감되도록 상기 웨어러블 슈트의 구동을 제어하는 낙상충격저감단계;
를 더 포함하는 웨어러블 슈트 제어방법.
The method of claim 1,
A fall shock reduction step of sensing the movement of the user falling or sliding, and controlling the drive of the wearable suit to reduce the impact applied to the user while the user contacts the impact target;
Wearable suit control method further comprising a.
제2항에 있어서,
상기 웨어러블 슈트는 기 학습된 행동 데이터를 포함하고,
상기 사용자의 움직임을 상기 행동 데이터에서 인덱싱하여 보행보조단계 또는 낙상예방단계 또는 낙상충격저감단계 중 어느 하나를 선택하는 단계;
를 포함하는 웨어러블 슈트 제어방법.
The method of claim 2,
The wearable suit includes previously learned behavioral data,
Indexing the user's movement in the behavioral data to select one of a walking assistance step, a fall prevention step, or a fall shock reduction step;
Wearable suit control method comprising a.
제3항에 있어서,
상기 사용자가 상기 웨어러블 슈트를 착용하고 움직이는 자세를 감지하여 실시간으로 데이터를 생성 및 상기 행동 데이터에 저장하는 단계;
을 포함하는 웨어러블 슈트 제어방법.
The method of claim 3,
Generating data in real time by detecting a moving posture of the user wearing the wearable suit and storing it in the behavioral data;
Wearable suit control method comprising a.
제4항에 있어서,
상기 보행보조단계는,
상기 사용자의 무릎의 굴곡 및 신전이 일정하게 반복되는 신호를 감지하여 보행패턴데이터를 생성 및 저장하는 과정; 및
상기 보행패턴데이터와 유사 범주의 신호를 상기 행동 데이터에서 인덱싱하여 상기 보행보조단계로 판단하는 과정;
을 포함하는 웨어러블 슈트 제어방법.
The method of claim 4,
The walking assistance step,
Generating and storing gait pattern data by detecting a signal in which the user's knee flexion and extension are constantly repeated; And
Indexing a signal of a similar category to the gait pattern data in the behavior data to determine as the gait assistance step;
Wearable suit control method comprising a.
제5항에 있어서,
상기 보행보조단계는,
상기 사용자 보행 패턴에서 양쪽 무릎의 굴곡 및 신전되는 주기에 대응하여 상기 양쪽 무릎이 신전되는 힘을 제공하는 단계;
을 더 포함하는 웨어러블 슈트 제어방법.
The method of claim 5,
The walking assistance step,
Providing a force for extending both knees in response to a cycle in which both knees are flexed and extended in the user's gait pattern;
Wearable suit control method further comprising a.
제4항에 있어서,
상기 낙상예방단계는,
상기 사용자의 무게중심이 기 설정된 범위를 벗어나는 신호를 감지하여 낙상예방데이터를 생성 및 저장하는 과정; 및
상기 행동 데이터를 통해 상기 보행패턴데이터에 연속하여 상기 낙상예방데이터가 발생되면 낙상예방단계로 판단하는 과정;
을 더 포함하는 웨어러블 슈트 제어방법.
The method of claim 4,
The fall prevention step,
Generating and storing fall prevention data by detecting a signal in which the center of gravity of the user is out of a preset range; And
Determining a fall prevention step when the fall prevention data is continuously generated from the walking pattern data through the behavior data;
Wearable suit control method further comprising a.
제7항에 있어서,
상기 낙상예방단계는,
상기 사용자가 넘어지는 방향의 무릎에 힘을 제공하여 상기 무릎이 신전되도록 상기 웨어러블 슈트를 제어하는 단계;
을 더 포함하는 웨어러블 슈트 제어방법.
The method of claim 7,
The fall prevention step,
Controlling the wearable suit so that the knee is extended by providing force to the knee in the direction in which the user falls;
Wearable suit control method further comprising a.
제4항에 있어서,
상기 낙상충격저감단계는,
상기 사용자의 허리를 포함한 관절이 굴곡되는 신호를 감지하여 낙상데이터를 생성 및 저장하는 과정; 및
상기 행동 데이터를 통해 상기 보행패턴데이터 또는 낙상예방데이터에 연속하여 상기 낙상데이터가 발생되면 낙상충격저감단계로 판단하는 과정;
을 더 포함하는 웨어러블 슈트 제어방법.
The method of claim 4,
The fall shock reduction step,
Generating and storing fall data by detecting a signal in which a joint including the user's waist is bent; And
Determining a fall shock reduction step when the fall data is generated consecutively to the walking pattern data or fall prevention data through the behavior data;
Wearable suit control method further comprising a.
제9항에 있어서,
상기 낙상충격저감단계는,
상기 웨어러블 슈트가 사용자와 상기 충격 대상 사이에서 완충 가능하게 변형되도록 제어하는 단계;
을 더 포함하는 웨어러블 슈트 제어방법.
The method of claim 9,
The fall shock reduction step,
Controlling the wearable suit to be deformed so that it can be buffered between the user and the impact target;
Wearable suit control method further comprising a.
제1항에 있어서,
사용자가 상기 웨어러블 슈트를 착용하고, 사용자의 신체에 대응하여 밀착되도록 제어하는 착용단계;
를 포함하는 웨어러블 슈트 제어방법.
The method of claim 1,
A wearing step of controlling the user to wear the wearable suit and to be in close contact with the user's body;
Wearable suit control method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 웨어러블 슈트를 착용한 사용자의 움직임에 대한 데이터를 수집하여, 상기 웨어러블 슈트가 상기 수집된 데이터를 기반으로 작동되는 개인화 단계;
를 더 포함하는 웨어러블 슈트 제어방법.
The method of claim 1,
A personalization step of collecting data on movement of a user wearing the wearable suit, and operating the wearable suit based on the collected data;
Wearable suit control method further comprising a.
웨어러블 슈트의 구동을 제어하는 방법으로서,
사용자가 상기 웨어러블 슈트를 착용하고, 사용자의 신체에 대응하여 밀착되도록 제어하는 착용단계;
상기 웨어러블 슈트를 착용한 사용자의 움직임에 대한 데이터를 수집하여, 상기 웨어러블 슈트가 상기 수집된 데이트를 기반으로 작동되는 개인화 단계;
사용자가 보행 중에 관절이 굴곡 및 신전되는 움직임에 대응하여 상기 웨어러블 슈트가 사용자 보행을 보조하도록 제어하도록 상기 사용자의 무릎이 굴곡 및 신전이 일정하게 반복되는 신호를 감지하여 보행패턴데이터를 생성 및 저장하는 단계, 상기 행동 데이터를 인덱싱하여 상기 보행패턴데이터와 동일한 신호를 상기 보행보조단계로 판단하는 단계 및 상기 사용자 보행 패턴에 따라 양쪽 무릎이 신전되는 것을 지지하도록 힘을 제공하도록 제어하는 단계를 포함하는 보행보조단계;
상기 사용자가 보행 중에 걸려서 넘어지거나 또는 미끄러지는 움직임에서 무게 중심이 이동되는 것을 판단하여 상기 웨어러블 슈트가 관절이 굴곡되는 지지하도록 제어하도록 상기 사용자의 무릎이 기 설정된 각도로 굴곡되는 신호를 감지하여 낙상예방데이터를 생성 및 저장하는 단계, 상기 행동 데이터를 통해 상기 보행패턴데이터에 연속하여 상기 낙상예방데이터가 발생되면 낙상예방단계로 판단하는 단계를 포함하고, 상기 기 설정된 각도 이상으로 굴곡되는 무릎에 신속하게 힘을 제공하도록 제어하는 단계를 포함하는 낙상예방단계;
충격 대상에 접촉되어 상기 사용자가 넘어지는 움직임을 감지하고, 상기 움직임에 대응하여 상기 사용자에게 가해지는 충격이 저감되도록 상기 웨어러블 슈트의 구동을 제어하도록 상기 사용자의 허리를 포함한 관절이 굴곡되는 신호를 감지하여 낙상데이터를 생성 및 저장하는 단계 및 상기 행동 데이터를 통해 상기 보행패턴데이터 또는 낙상예방데이터에 연속해서 상기 낙상데이터가 발생되면 낙상충격저감단계로 판단하는 단계를 포함하고, 상기 웨어러블 슈트가 사용자와 상기 충격 대상 사이에서 완충 가능하게 변형되도록 제어하는 단계를 포함하는 낙상충격저감단계; 및
상기 사용자의 움직임을 행동 데이터에서 인덱싱하여 보행보조단계 또는 낙상예방단계 또는 낙상충격저감단계 중 어느 하나를 선택하고 상기 사용자가 상기 웨어러블 슈트를 착용하고 움직이는 자세를 감지하여 실시간으로 데이터를 생성 및 상기 행동 데이터에 저장하는 단계를 포함하는 선택하는 단계;
를 포함하고,
상기 웨어러블 슈트는 상기 사용자가 움직이면서 발생되는 신호를 감지하여 상기 사용자가 보행 중인지 또는 넘어지는지를 판단하고, 상기 웨어러블 슈트를 구동하여 상기 사용자의 무게중심이 최초 위치로 이동되도록 상기 웨어러블 슈트의 구동을 제어하는,
웨어러블 슈트 제어방법.
As a method of controlling the operation of the wearable suit,
A wearing step of controlling the user to wear the wearable suit and to be in close contact with the user's body;
A personalization step in which the wearable suit is operated based on the collected data by collecting data on the movement of the user wearing the wearable suit;
Generates and stores gait pattern data by detecting signals in which the user's knee flexes and extends regularly so that the wearable suit controls the wearable suit to assist the user's walking in response to a movement in which the user walks while the joint flexes and extends. Step, indexing the behavior data to determine the same signal as the gait pattern data as the gait assistance step, and controlling to provide a force to support the extension of both knees according to the gait pattern of the user Secondary stage;
Fall prevention by detecting a signal in which the user's knee is bent at a preset angle so that the user's knee is bent at a preset angle to control the wearable suit to support the bending of the joint by judging that the center of gravity is moved during the user's walking. Generating and storing data, including determining as a fall prevention step when the fall prevention data is continuously generated from the walking pattern data through the behavior data, and quickly to a knee that is bent at a predetermined angle or more. Fall prevention step comprising the step of controlling to provide force;
Detects a motion of the user falling in contact with an impact target, and detects a signal in which a joint including the user's waist is bent to control the drive of the wearable suit to reduce the impact applied to the user in response to the motion. And the step of generating and storing fall data, and determining as a fall shock reduction step when the fall data is continuously generated through the walking pattern data or fall prevention data through the behavior data, and the wearable suit with the user Falling impact reduction step comprising the step of controlling to be deformed so as to be buffered between the impact targets; And
The user's movement is indexed in the behavior data to select either a walking assistance step, a fall prevention step, or a fall shock reduction step, and the user wears the wearable suit and detects a moving posture to generate data in real time and the behavior Selecting including storing in data;
Including,
The wearable suit detects a signal generated while the user moves to determine whether the user is walking or falls, and controls the drive of the wearable suit so that the center of gravity of the user is moved to the initial position by driving the wearable suit. doing,
Wearable suit control method.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024071679A1 (en) * 2022-09-27 2024-04-04 삼성전자주식회사 Method for generating synthetic gait data, and electronic device performing method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130068555A (en) * 2011-12-15 2013-06-26 엘지전자 주식회사 Walking assistance device and method of controlling operation of the device
KR20150077413A (en) * 2012-09-17 2015-07-07 프레지던트 앤드 펠로우즈 오브 하바드 칼리지 Soft exosuit for assistance with human motion
KR20160052881A (en) * 2014-10-29 2016-05-13 한국생산기술연구원 Safe Device for patient fall
KR101787557B1 (en) * 2017-07-13 2017-10-18 세종대학교산학협력단 The method of judging a fall of a pedestrian using a walking assist device
KR101837495B1 (en) * 2016-12-05 2018-03-12 조국래 Apparatus of walking aids with balance
KR20180051280A (en) * 2016-11-08 2018-05-16 을지대학교 산학협력단 Wearable device for preventing falls and fall risk management system using same
KR102027069B1 (en) * 2018-11-29 2019-09-30 한국로봇융합연구원 Soft Exo­suit for Fall Prevention and Gait Assistance
KR20200073300A (en) * 2018-12-12 2020-06-24 한성대학교 산학협력단 Wearable apparatus for walking safety

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130068555A (en) * 2011-12-15 2013-06-26 엘지전자 주식회사 Walking assistance device and method of controlling operation of the device
KR20150077413A (en) * 2012-09-17 2015-07-07 프레지던트 앤드 펠로우즈 오브 하바드 칼리지 Soft exosuit for assistance with human motion
KR20160052881A (en) * 2014-10-29 2016-05-13 한국생산기술연구원 Safe Device for patient fall
KR20180051280A (en) * 2016-11-08 2018-05-16 을지대학교 산학협력단 Wearable device for preventing falls and fall risk management system using same
KR101837495B1 (en) * 2016-12-05 2018-03-12 조국래 Apparatus of walking aids with balance
KR101787557B1 (en) * 2017-07-13 2017-10-18 세종대학교산학협력단 The method of judging a fall of a pedestrian using a walking assist device
KR102027069B1 (en) * 2018-11-29 2019-09-30 한국로봇융합연구원 Soft Exo­suit for Fall Prevention and Gait Assistance
KR20200073300A (en) * 2018-12-12 2020-06-24 한성대학교 산학협력단 Wearable apparatus for walking safety

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024071679A1 (en) * 2022-09-27 2024-04-04 삼성전자주식회사 Method for generating synthetic gait data, and electronic device performing method

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