실험 계획 발표 2012. 9. 8 이경호.

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1 실험 계획 발표 이경호

2 Crouch gait

3 실험 동기

4 실험 동기 Optimizing walking controllers for uncertain inputs and environments

5 실험 동기 Cerebral Palsy 환자에게서 나타나는 Crouch Gait 현상이 신체적 특징 때문에 생긴 것이 아니라 Crouch Gait가 더 안정적이기 때문에 그렇게 걷게 된 것일 수 있다 에너지 효율성을 어느 정도 포기하면서 대신 안정성을 높이는 방식을 택함

6 실험 목적 Crouch Gait가 정상 걸음보다 더 안정적인가를 검증

7 안정성의 정의 정상 적인 환경일 때 외부에서 힘이 가해졌을 때 바닥이 불안정할 때 신체적 문제가 있을 때 밀기 / 당기기
미끄럽거나 울퉁불퉁한 바닥 신체적 문제가 있을 때 깔창, 모래주머니 등

8 안정성의 정의 정상 걸음일 때 외부에서 힘이 가해졌을 때 바닥이 불안정할 때 신체적 문제가 있을 때 밀기 / 당기기
미끄럽거나 울퉁불퉁한 바닥 신체적 문제가 있을 때 깔창, 모래주머니 등

9 안정성의 측정 직선을 따라 걸으라고 한 상태에서 미는 힘을 가함
외부에서 가해진 힘에 의해 지정된 경로에서 얼마나 벗어났는가를 통해 측정 Motion Capture Data 활용

10 실험 변수 Crouch 정도 미는 힘의 크기 미는 방향(앞, 뒤, 좌, 우) 미는 타이밍 걷는 보폭, 속도 깔창
** 모든 경우를 다 실험하기에는 경우의 수가 너무 많음

11 실험 변수 Crouch 정도 미는 힘의 크기 미는 방향(앞, 뒤, 좌, 우) 미는 타이밍 걷는 보폭, 속도 깔창

12 예상 실험 결과 안정도 Crouch에 따른 안정도 속도/보폭에 따른 안정도 Crouch 정도

13 예상 실험 결과 안정성 Peak 안정성 보폭 속도 G1 70 50 40 G2 80 35 G3 100 30 G4 90 20 25
Crouch 정도

14 예상되는 문제 Crouch Gait 마다 보폭 및 속도가 달라지기 때문에, 안정성의 증가 요인이 Crouch 때문인지, 변경된 보폭 및 속도 때문인지 판단이 어렵다. 안정성 보폭 속도 정상 걸음시의 안정성 안정성 증가량 G1 70 50 40 ? G2 80 35 G3 100 30 G4 90 20 25

15 보폭 및 속도에 따른 안정성 정상 걸음 상에서 3가지 보폭과 3가지 속도에 대한 조합들에 대한 실험 수행
이 결과로부터 정상 걸음 상에서 임의의 보폭과 속도일 때의 안정성 값을 추정하여 사용 속도100% 속도80% 속도60% 보폭100% 보폭80% 보폭60% 임의의 보폭 A, 속도 B일 때의 안정성 C를 구해냄

16 실험 계획 - 통제변인 미는 힘의 크기 미는 방향 미는 타이밍
일정한 크기로 고정(혹은 실험자의 몸무게에 따라 일정 비율의 힘으로 정함) 미는 방향 왼쪽 방향에서 미는 것으로 고정 미는 타이밍 왼쪽 발이 Stance 상태이고, Swing 하고 있는 오른쪽 발이 왼발을 막 지나는 시점으로 고정

17 실험 계획 - 조작변인 Crouch 정도 정상 걸음에서의 보폭 및 속도 변경 깔창
발과 허리를 연결하여 고정시키는 끈의 길이를 조절 95%, 90%, 85%, 80% 4가지에 대해 실험 정상 걸음에서의 보폭 및 속도 변경 보폭 3가지, 속도 3가지에 대한 조합으로 총 9가지에 대해 실험 깔창 깔창 높이 2가지 왼쪽 발에만 끼우는 경우, 양쪽 발에 끼우는 경우

18 추가 실험 Crouch Gait와는 별개로 정상 걸음에서 외력에 의해 걸음걸이가 어떻게 바뀌는지 관찰
4가지 미는 방향과 3가지 힘의 크기에 대해 총 12가지의 실험 수행 미는 힘과 바닥으로부터 받는 힘을 시간에 따라 최대한 정확히 측정 이 실험은 일부 실험자에 대해서만 수행

19 모의 실험 검은 테이프를 따라 걷도록 하고, 좌측에서 밀었을 때 직선 상에서 가장 멀리 떨어졌던 시점의 발의 위치로부터 테이프까지의 거리를 측정 Crouch 정도는 발과 허리를 노끈으로 묶어서 조절 미는 힘은 사람이 최대한 일정한 힘으로 미는 것으로 실험

20 실험 결과1

21 실험 결과1 궤적에서 벗어난 길이(cm) 100% 55 52 46 95% 37 42 40 90% 38 39 36 85% 26
35 29 80% 32 27

22 실험 결과2

23 실험 결과2 궤적에서 벗어난 길이(cm) 100% 143 137 132 95% 94 84 87 90% 86 90 76 85%
92 80% Fail

24 실험 준비 사항 실험자용 가이드 미는 힘을 가하는 장치 제작 Crouch Gait 실험용 신발
실험 시의 지시 사항 및 안내용 영상 준비 미는 힘을 가하는 장치 제작 실험용 기자재 제작 업체에 의뢰 용수철 또는 유압식 실린더를 이용해서 최대한 일정한 힘을 가할 수 있게 함 실제로 가해진 힘을 측정 할 수 있는 센서 실험자를 따라 움직일 수 있는 레일 설치 Crouch Gait 실험용 신발

25 Discussion 실험 반복 횟수 실험 일정 MRI 및 CT 촬영 일정 미는 기자재 제작 일정 깔창 실험

26 Discussion 안정성의 정의 안정성 측정 방식 실험 결과의 신뢰성
밀었을 때의 안정성을 측정하는 것이 실험 목적에 부합하는가? 안정성 측정 방식 실험 결과의 신뢰성 실험자의 의식 및 태도에 따른 결과의 가변성

27 Thank you