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[한국기계연구원] 하지절단 환자를 위한 로봇의족

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

분야 : 보건~의료 개발상태 7 9

관절구동모듈과 순응형 로봇의족

보유기관 및 연구자 : 한국기계연구원 의료지원로봇연구실 - 우현수 연구원

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개발배경: ▶ 기존의 로봇의족은 가벼운 무게를 가지면 큰 토크 출력이 어렵거나 충분한 토크를 발생시키면 무게가 무겁고 높이가 높아 절단길이가 높은 환자만 장착이 가능한 문제가 있음

기술개요 및 대표도면: ▶ 본 기술은 세계 최초로 무게 1.4kg, 발목관절 토크 150Nm, 발목관절 각도 30도를 동시에 만족하고 가격은 기존 로봇의족 제품 대비 1/3에 불과해 높은 제품 경쟁력 확보가 가능한 로봇의족에 관한 기술임

▶ 대표도면
- 로봇 의족

로봇 의족

기술활용분야: ▶ 기존의 로봇의족은 가벼운 무게를 가지면 큰 토크 출력이 어렵거나 충분한 토크를 발생시키면 무게가 무겁고 높이가 높아 절단길이가 높은 환자만 장착이 가능한 문제가 있음

시장동향: ▶ 재활 및 보조기기 분야의 세계시장은 2016년 470억 9,900만 달러 규모이며, 연평균 5.31%씩 성장하여 2021년에는 609억 6,500만 달러의 시장규모를 형성할 것으로 전망

▶ 재활 및 보조기기 분야의 국내시장은 2016년 1조 2,801억 원 규모이며, 연평균 4.1%씩 성장하여 2021년에는 1조 5,484억 원 시장규모를 형성할 것으로 전망

(좌) 세계 재활 및 보조기기 시장 전망 (우) 국내 재활 및 보조기기 시장 전망

기술 구현: ▶ 하지절단 환자를 위한 로봇의족
- 출력구동축이 중공의 관 형태로 이루어져 외부 기기와 연결이 원활하여 무게를 줄일 수 있음

(상) 정상인, 수동의족, 로봇의족의 엉덩이 관절 움직임 비교 (중) 정상인, 수동의족, 로봇의족의 무릎 관절 움직임 비교 (하) 정상인, 수동의족, 로봇의족의 발목 관절 움직임 비교

특장점

개발기술 특성: ▶ 로봇의족의 주요 성능이 무게와 발목 동작기능을 세계 최고 수준으로 구현(1.4kg, 150Nm, 30°)

▶ 성인 발의 무게는 약 2kg이지만, 본 로봇의족은 1.4kg으로 환자가 불편함을 느끼지 않는 무게를 특징으로 함

▶ 의료기관과의 협력을 통해 실제 환자를 대상으로 임상시험을 수행하여 개발된 로봇의족을 착용하고 보행을 했을 때 보다 자연스러운 보행이 가능해짐을 정량적으로 입증함