초록 |
기능성 전기 자극(FES) 기술을 이용하여 두 자유도의 병리적 떨림 억제 시스템을 설계하였으며, 인체 손목 관절의 굴곡/신전과 내/외전 자율 운동 과정에서 동반된 떨림에 대한 억제를 실현할 수 있었다. 우선 손목 관절의 근골격 모델을 구축하였으며, 손목 관절 굴곡/신전과 내/외전 운동에 참여하는 4개 주요 근육[장요측 수근 신근(Extensor Carpi Radialis Longus), 척측수근신근(extensor carpiulnaris), 요측수근굴근(flexor carpi radialis), 척측수근굴근(Flexor Carpi Ulnaris)]에 대해 모델링을 하고 동시에 손목 관절의 2차 기계저항 동역학 모델을 구축하였다. 다음 손목 관절 근골격 모델을 제어 대상으로 하여 FES 떨림 억제 제어기를 설계하였으며, 역모델에 기초한 피드 포워드 제어(feed forward control)와 선형 2차 조정기(LQR) 최적 제어를 결합한 복합적 제어 전략을 제안하였다. 해당 기초에서 계단형 신호, 사인파 신호 및 실제 환자 데이터 3가지 입력을 자율 운동으로 하는 경우 떨림에 대한 시스템 억제를 시뮬레이션하였다. 결과, 해당 FES 억제 떨림 제어기는 다자유도 떨림 폭에 대해 94% 이상으로 억제할 수 있었다. |