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웨어러블 슈트의 중량물 부하 보행 시 보행조건(평지, 경사, 계단오르기)에 따른 근활성도와 안정성에 미치는 연구

Verification of Muscle Activity and Stability Effect According to Walking Conditions(Level, Ramp, Stair) When Carrying Heavy Weight after Wearing a Wearable Suit

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[목적] 본 연구의 목적은 12kg 중량물 부하 시 웨어러블 슈트 착용 전·후의 보행조건(평지, 경사, 계단오르기)에 따른 근활성도와 안정성의 효과를 검증하는 것이다. [방법] 본 연구는 최근 6개월 이내 슬관절이나 발목관절 등의 손상과 족부질환 및 보행에 이상이 없는 건강한 20대 남성10명(나이: 23.8±1.8세, 키:171.8±4.9, 몸무게: 70.8±9.2)을 대상으로 연구대상자를 선정하였다. 근전도 부착 근육부위는 총 10부분으로 웨어러블 슈트 착용 전·후에 따라 근활성도와 보행안정성에 어떠한 변화가 나타나는지 알아보기위해 설계한 실험 내용으로, 세 가지 보행 조건(평지, 경사, 계단오르기)을 변인으로 설계하였으며, 12kg의 중량물을 들고 착용 변인(웨어러블 슈트 미착용, 웨어러블 슈트 착용)에 대하여 실험을 진행하였다. [결과] 근전도 측정 결과 평지보행에서 R.RF근육의 근활성도(p <.05), 경사보행에서 R.RF와 L.RF근육의 근활성도(p <.01), 계단오르기에서 L.RF와 L.BF근육의 근활성도(p <.05)가 통계적으로 감소하였다. 족저압 측정 결과 모든 보행조건에서 양발의 신체의 압력중심점(COP)의 내·외측 이동폭이 통계적으로 감소하였다(p <.05, p <.01, p <.001). [결론] 웨어러블 슈트 착용 후 나타난 결과는 다음과 같다. 첫째, 웨어러블 슈트 착용 후 넙다리곧은근의 근력 보조 효과가 나타났다. 둘째, 웨어러블 슈트 착용 후 보행 안정성에서 효과가 나타났다.

Abstract

PURPOSE The purpose of this study was to verify the support effect of muscle activity and stability according to walking conditions (Level, Ramp, and Stair) before and after wearing a suit with a 12kg heavy weight load. METHODS To accomplish the purpose of the study, subjects (n=10) underwent Electromyography (EMG) measurement under the same conditions for 10 different muscles, and COP width was calculated through foot pressure measurement. The experimental movement was level walking, Ramp walking, and stair walking, each carrying a 12kg load, and measured once before and after wearing a wearable suit. RESULTS Electrolyography (EMG) measurement revealed a significant difference in the average EMG values of muscle activity of R.RF in level walking(p<.05), R.RF and L.RF in ramp walking(p<.01), L.RF and L.BF in stair walking (p<.05). COP width measurement revealed a significant difference in the reduction of COP width in all walks (level walking, ramp walking, stair) (p<.05, p<.01, p<.001). CONCLUSIONS The effects of wearing a wearable suit are as follows. First, the wearable suit has a significant effect of assisting the Rectus Femoris muscle. Second, there is a gait stability effect by wearing a wearable suit.

참고문헌 (35)

  1. Andriacchi, T. P., "A study of lower-limb mechanics during stair-climbing", The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume, 62(5), pp.749~757 (1980)
  2. Benedetti, M. G., "Muscle activation patterns during level walking and stair ambulation", Applications of EMG in Clinical and Sports Medicine, 8(2), pp.117~130 (2012)
  3. Bohannon, R. W., "Importance of four variables of walking to patients with stroke", International Journal of Rehabilitation Research, 14(3), pp.246~250 (1991)
  4. Christina, K. A., "Ground reaction forces and frictional demands during stair descent : Effects of age and illumination", Gait & Posture, 15(2), pp.153~158 (2002)
  5. Eun, J. Y., "Stair climbing robot using dual track for high-payload", Proceedings of Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers Annual Autumn Conference 2017, pp.291~ (2017)
  6. Fruin, J. J., "Pedestrian planning and design" (1991), Taerim
  7. Gross, M. M., "Effect of muscle strength and movement speed on the biomechanics of rising from a chair in healthy elderly and young women", Gait & Posture, 8(3), pp.175~185 (1998)
  8. Ha, S. M., "Measuring rectus femoris muscles usage during walking using surface electromyography sensor", Proceedings of 2016 Autumn Conference on International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology, pp.556~557 (2016)
  9. 홍윤노, "삼각경사면 보행 시 하지 관절 생체역학적 분석", 대한기계학회논문집 B, 41(3), pp.153~160 (2017), 대한기계학회
  10. Jang, J. H., "The current status of wearable robots", Journal of the KSME, 56(2), pp.42~46 (2016)
  11. 전현민, "계단 오르기 보행 시 속도 변화가 족저압력과 근활성도에 미치는 영향", 한국스포츠학회, 11(1), pp.239~249 (2013), 한국스포츠학회
  12. 정주연, "체간 안정성 운동이 만성 요통 환자의 기능적 움직임과 동적 균형능력 및 체간 안정성에 미치는 영향", 한국융합학회논문지, 11(3), pp.245~252 (2020), 한국융합학회[DOI]
  13. 김현희, "무릎뼈 테이핑이 계단보행 시 안쪽빗넓은근과 가쪽넓은근의 근활성에 미치는 효과", 근관절건강학회지, 18(2), pp.249~256 (2011), 대한근관절건강학회
  14. Kim, R. B., "The influence of step length and walking speed on the angle and ROM of the lower limb joint", The Korean Journal of Physical Education, 40(4), pp.997~1009 (2001)
  15. 김혜숙, "웨어러블 로봇의 기술 현황 조사 및 개발 방향 제안 연구", 한국의류산업학회지, 21(5), pp.640~655 (2019), 한국의류산업학회[DOI]
  16. Kim, M. S., "A literature review of exercise intervention for fall prevention in the elderly", Journal of Muscle and Joint Health, 13(1), pp.7~19 (2006)
  17. 김건, "정상 성인의 운동역학적 보행분석", 대한물리치료학회지, 21(2), pp.87~95 (2009), 대한물리치료학회
  18. Lee, E. Y., "Transportation management", Journal of the Korea Construction Safety Engineering Association, 22, pp.42~51 (1996)
  19. Lee, K. O., "The kinetic analysis of treadmill gait with various inclination and speed", The Korean Journal of Physical Education, 40(3), pp.911~922 (2001)
  20. 이경일, "중량물 취급 보행 시 하지의 역학적 정렬에 따른 생체역학적 변화 분석", 한국운동역학회지, 25(2), pp.183~190 (2015), 한국운동역학회[DOI]
  21. Lee, S. J., "Measurement of fall impact reduction of soft wearable suit dummy robot design", Proceedings of 2019 The 34th Institute of Control, Robotics and Systems Annual Conference, pp.227~228 (2019)
  22. McFadyen, B. J., "An integrated biomechanical analysis of normal stair ascent and descent", Journal of biomechanics, 21(9), pp.733~744 (1988)
  23. 남기정, "계단을 올라가는 구간과 내려오는 구간의 근육 활성도 차이", 한국체육과학회지, 26(1), pp.1247~1254 (2017), 한국체육과학회[DOI]
  24. Paffenbarger Jr, R. S., "Measurement of physical activity to assess health effects in freeliving populations", Medicine and Science in Sports and Exercise, 25(1), pp.60~70 (1993)
  25. Perry, J., "Gait analysis: Normal and pathological function" (2010), Slack
  26. Prince, F., "Gait in the elderly", Gait & Posture, 5(2), pp.128~135 (1997)
  27. Ryu, N. H., "Walkability on ramps by gait analysis", Korean Institute of Landscape Architecture, 23(2), pp.157~166 (1995)
  28. 류지선, "노인 보행 시 지면 반력 신호의 주파수 크기와 Variability 비교", 한국체육학회지, 45(5), pp.457~464 (2006), 한국체육학회
  29. Sharif, N. A. M., "Biomechanical and functional efficacy of knee sleeves: A literature review", Physical Therapy in Sport, 28, pp.44~52 (2017)
  30. Sharp, S. A., "Isokinetic strength training of the hemiparetic knee : Effects on function and spasticity", Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 78(11), pp.1231~1236 (1997)
  31. Song, G. S., "A case of improvement of safety management in machinery and equipment manufacturing industry", The Safety Technology, 117, pp.64~69 (2007)
  32. Walsh, G. S., "Effect of stable and unstable load carriage on walking gait variability, dynamic stability and muscle activity of older adults", Journal of Biomechanics, 73, pp.18~23 (2018)
  33. Whittle, M. W., "An introduction to gait analysis" (2007), Butterworth-Heinemann
  34. Woo, H. S., "Trends and prospects of wearable robot technology", Institute of Control, Robotics and Systems, 25(1), pp.24~33 (2019)
  35. Yoon, N. S., "Kinematic comparison of walking on various inclined walkways", Korean Association of Physical Education and Sport for Girls and Women, 13(1), pp.89~101 (1999)

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