【첨부1】공고문

2017년도 재활로봇중개연구용역 공고

1. 귀 기관의 무궁한 발전을 기원합니다.

2. 2017년도 재활로봇중개연구용역을 실시하기 위하여 다음과 같이 연구 및 개발기관을 공모하오니 적극적인 참여를 바랍니다.

국 립 재 활 원 장

Ⅰ		사업개요

재활로봇중개연구사업 재활로봇중개연구용역

○ 사업목적

- 재활로봇 관련 연구개발 및 재활로봇 임상 진입 활성화

- 로봇과 의료가 융합된 임상연구 인프라 구축

- 사용자들의 필요에 기반하여 보다 수요에 적합한 재활로봇 개발 및 기존 기술 개선에 기여

○ 사업범위

- 재활로봇 등의 연구개발 및 상용화 역량이 있는 기관을 선정하여 중개연구 실시

Ⅱ		재활로봇중개연구용역 과제

과제 번호	연구 형태	과제명	과제 관리자	연구 기간	연구비 (천원)
1번	중개	유연한 착용형 손 로봇 개선 및 의료기기 인허가 획득	조기훈	계약일~ 2017. 11.30	140,000
2번	중개	보급형 어깨관절 재활운동 로봇의 성능개선 및 의료기기 인허가 획득	김호진		158,000
3번*	중개	재활로봇중개연구 성과목표. 지표 고도화 및 종합적 성과분석	권효순		50,000
4번	중개	뇌졸중 환자의 손 기능 평가 장치의 사용성 개선	신준호		70,000
5번	중개	레일플랫폼 기반의 동적 하네스 시스템 인증 및 사용성 평가	송원경		160,000
6번	중개	하지 부분마비 장애인용 착용형 로봇에 부가 가능한 유연한 발목관절 보조로봇 개발	임명준		158,000
7번*	중개	재활로봇관련 기술분야별 지식재산권(IP) 창출	권효순	계약일~ 2017. 09.30	30,000
8번	중개	고유수용성감각 측정 시스템 개발	이정아	계약일~ 2017. 11.30	50,000
9번	중개	평형점 이론에 기반한 뇌졸중 환자의 정적 힘 측정을 통한 다수지 운동제어 평가	신준호	계약일~ 2018. 11.30	150,000 (17년예산: 80,000)
10번*	중개	상지 또는 하지 재활로봇의 임상시험 연구	이정아	계약일~ 2017. 11.30	69,000
11번	중개	착용형 외골격 보행로봇 개선 및 상용화	조기훈	계약일~ 2018. 11.30	225,000 (17년예산: 110,000)
12번	중개	상지 다관절 기계적 임피던스 추종 로봇 시스템 개발 및 응용	김호진	계약일~ 2018. 11.30	200,000 (17년예산: 100,000)
13번	중개	뇌졸중 장애인의 보행재활을 위한 보급형 파워어시스트 보행재활로봇 개발	은선덕	계약일~ 2017. 11.30	85,000
예산 합계					1,545,000 (17년예산: 1,260,000)

*3번, 7번, 10번 과제는 계약특수조건 1을 따름.

※ 3번, 7번, 10번 이외 과제는 계약특수조건 2를 따름.

※ 9번, 11번, 12번 과제는 다년도 과제임. 다년도 과제의 경우 당해연도 연구비만 확정이며, 차년도 연구비는 연차실적 계획서에 대한 연차평가 및 정부 예산사정에 따라 조정될 수 있음.

Ⅲ		신청자격

○ 국․공립연구기관

○ 특정연구기관육성법의 적용을 받는 법인소속 연구기관

○ 고등교육법 제2조의 규정에 의한 학교

○ 대통령령이 정하는 기준에 해당하는 법인소속의 기업부설연구소

○ 상법이나 다른 법률에 의하여 설립된 법인 및 연구기관

○ 보건의료기술진흥법 시행령 제3조 규정에 의해 보건복지부장관이 인정하는 보건의료기술분야의 연구기관․단체(의료법 제3조제2항제3호에 의한 병원급 의료기관 포함)

Ⅳ		신청서 제출

제출서류

○ 재활로봇중개연구용역사업 신청서 및 계획서(원본1부, 사본11부)

※ 신청서 및 계획서의 한글파일(hwp)도 재활로봇중개연구사업단 운영팀에게 제출하여야 한다. (미리 CD에 담아 방문접수 시 제출 바랍니다. )

○ 청렴계약 이행각서

○ 이행(입찰)보증보험증권

※ 국가를 당사자로 하는 계약에 관한 법률시행령 제37조 및 제38조의 규정에 의하여 입찰금액의 5/100 이상을 입찰 등록일까지 납부하여야 하며, 낙찰자가 정당한 사유 없이 기한 내에 계약을 체결하지 않을 때는 입찰보증금은 국고에 귀속됩니다.

- 입찰일시: 2016년 12월 21일, 보험기간 100일 (입찰건명은 해당과제명과 동일해야함)

- 국립대학교, 국공립연구기관, 정부출연 연구기관은 제외되나, 국고귀속사유가 발생한 때에 입찰보증금에 해당하는 금액을 납입할 것을 보장하기 위하여 그 지급을 확약하는 내용의 문서(입찰보증금 납부각서)를 제출해야 함.

○ 법인등기부등본 및 사업자등록증 각 1부

※신청서식은 국립재활원 재활연구소 홈페이지(http://www.nrc.go.kr)에 게재

제출기한 및 방법

○ 제출기한: 2016년 12월 21일(수) 16:00 까지

○ 제출방법: (우)01022 서울시 강북구 삼각산로 58 국립재활원 재활연구소 303호 재활로봇중개연구사업단 운영팀 방문접수 및 우편접수

※ 연구책임자가 직접 방문하여 접수한다. 연구책임자 이외 대리인의 경우 재직증명서 및 신분증을 지참하여 위임장(원본)을 제출하여야 한다.

※ 우편접수 시, 서류 분실 등은 연구책임자 및 주관기관의 책임입니다. 우편접수는 가능한 12월 20일(화)까지 도착할 수 있도록 미리 확인하시길 바랍니다.

주관기관 선정

○ 과제별 주관기관은 평가위원회에서 평가기준에 따라 심의․평가하여 선정한 후 개별적으로 통보

※  평가기준은 [첨부 3] 참조

향후 추진일정

○ 공고 및 서류접수: 2016년 12월 8일(목) ~ 12월 21일(수) 16:00까지

○ 서/대면평가: 2017년 1월 4일(수)~2017년 1월 10일(화) 예정

(외부위원 구성, 접수현황에 따라 대면평가와 동시 진행도 가능)

○ 현장평가: 연구현장 및 제작 여건 등 확인 필요시

○ 과제별 주관기관선정 및 계약체결: 2017년 1월 18일(수)~ 1월26일(목) 예정

※ 12월 21일 서류접수 마감 시 사업이 유찰될 경우 재공고 진행

▪ 사업 재공고: 2016년 12월 26일(월)~2017년 1월 2일(월) 예정

▪ 서류접수: 2016년 12월 26일(월)~2017년 1월 2일(월) 예정

※ 대면평가는 주관연구책임자가 직접 발표하여야 하며 천재지변의 경우나 해외 출장 시 위임장과 함께 증명서류를 제출하여야 한다.

※ 발표기관은 발표시간 전까지 PPT 자료 사본 11부를 재활로봇중개연구사업단에 제출하여야 하며 PPT파일은 발표 전날까지 운영팀에 제출하여야 한다.

※ 사업 추진일정 및 연구내용 등은 내부 사정 및 국가예산상황에 따라 변경 될 수 있습니다.

기타 행정 사항

○ 접수된 서류는 일체 반환하지 아니합니다.

○ 본 연구용역과제의 연구비 예산액은 부가가치세가 포함된 금액입니다.

○ 기타 자세한 사항은 국립재활원 재활연구소 재활로봇중개연구사업단 운영팀으로 문의하여 주시기 바랍니다.

○ 국립재활원 재활연구소 재활로봇중개연구사업단 운영팀

김아름 연구원(☎02-901-1979),  정국빈 연구원(☎02-901-1913)

오미진 연구원(☎02-901-1991),  이윤이 연구원(☎02-901-1965)

【첨부2】제안요청서

2017년도 재활로봇중개연구용역 제안요청서[1번]

연구과제명

유연한 착용형 손 로봇 개선 및 의료기기 인허가 획득

연구분야

상지

연구형태

중개연구

과제관리자

조기훈 연구사

연 락 처

02-901-1975

연구기간

계약일~2017.11.30

연 구 비

140,000천원

연구목적

○ 다양한 대상환자 및 사용환경에 적용 가능도록 제품 기획 및 개선

○ 유연한 착용형 손로봇 양산 준비 및 의료기기 인허가 획득

연구

필요성

○ 다양한 사용성 테스트를 통해 얻어진 결과를 바탕으로 제품의 적용범위를 넓힐 수 있도록 제품 개선(하우징, 엑세서리 등 활용)

○ 유연한 착용형 손로봇 제품화 및 양산을 위해 소형화, 내구성 등이 향상된 제품의 의료기기 인허가 획득이 필요함

연구내용

및 방법

○ 제품개선 및 양산 준비

- 구동부의 소형화 및 내구성 향상

- 저가형 제품 생산

- 착용부 및 구동부의 불량률 최소화를 위한 생산 공정 단순화

- 다양한 사이즈의 착용부(장갑) 제작

○ 제품 목표사양

- 최대파지력 : 15N

- 착용부/구동부 무게 : 300g/3kg

○ 제품기획 및 사용성평가

- 현재 시제품의 제품성 및 개선사항 검토

- 임상전문가 및 장애인 그룹을 구성하여 사용성평가 진행

- 시나리오 분석을 통한 사용자 가이드라인 제시

- 다양한 환경(휠체어, 책상 등)적용을 고려한 제품 구성 제시

※ 사용성평가를 위한 컨소시엄 추진 가능

○ 의료기기 인허가 획득

- 국내 시장 판매를 위한 의료기기 인허가 획득

※ 연구계획서 상 의료기기 인허가 계획을 자세히 기술할 것

평가항목	단위	세계최고수준 (보유국, 기업)	현재 국내 최고수준	개발 목표치
최대 파지력	N	15 (Japan, University of Tsukuba)	15	20
착용부 무게	g	350 (이스라엘, MediTouch)	-	300
구동부무게	g	-	-	3000
엑세서리*	개	-	-	1개이상
의료기기 1등급 등록 확인증빙서 또는 의료기기품목인증서 또는 의료기기품목허가증	건	-	-	1
사용성평가 결과보고서	건	-	-	1
사용자 가이드라인 보고서	건	-	-	1

*제품고정, 조작 등에 필요한 부가물

※ 본 과제의 주관기관은 반드시 기업체이어야 함(기업체 주관 필수)

추진일정

○ 1~2월: 착수보고, 시제품에 대한 제품성 및 개선사항 검토

○ 2~3월: 제품 제작

○ 3월: 사용성 평가 및 개선사항 검증

○ 3월: 분기별 회의

○ 3월~11월: 의료기기 품목허가 추진 및 사용성평가

○ 6월: 중간보고

○ 9월: 분기별 회의

○ 11월: 최종보고

※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함

※ 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.

기대효과

○ 다양한 환경에서 유연한 착용형 손 로봇의 적용가능

○ 의료기기 인허가를 통한 국내시장 선점

○ 국내 의료기관 및 개인에 보급

최종결과물

○ 유연한 착용형 손 로봇 시제품: 구동부 2개, 착용부 6개 이상
(좌‧우 대‧중‧소 사이즈)

○ 유연한 착용형 손 로봇의 매뉴얼

○ 소스코드, 스페어자제, 부품목록표, 도면

○ 특허출원 1건

○ 논문 1건 (과제 종료 후 2년 이내 게재, SCI-E이상)

○ 기술문서 1건

○ 의료기기 1등급 등록 확인증빙서 또는 의료기기 품목인증서 또는 의료기기 품목허가증

○ 사용성평가 결과보고서

○ 사용자 가이드라인 보고서

○ 중간보고서

○ 최종보고서

※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것).

※ 개발 프로그램의 소스파일, 실행파일을 납품 시에 제출해야 하며 소스파일별 기능 설명을 최종 보고서에 탑재해야 한다.

활용계획

○ 국내 의료기관 보급 및 개인에게 일상생활 보조 기구로 활용

○ 해외 수출

2017년도 재활로봇중개연구용역 제안요청서[2번]

연구과제명

보급형 어깨관절 재활운동 로봇의 성능개선 및 의료기기 인허가 획득

연구분야

상지

연구형태

중개연구

과제관리자

김호진 연구관

연 락 처

02-901-1905

연구기간

계약일~2017.11.30

연 구 비

158,000 천원

연구목적

○ 보급형 어깨관절 재활운동 로봇의 기존 제품 대비 성능 개선

○ 보급형 어깨관절 재활운동 로봇에 대한 식약처 의료기기 인증 획득

○ 임상평가실험 수행을 위한 플랫폼 구축

연구

필요성

○ 보급형 어깨관절 재활운동 로봇의 제품화 및 임상평가를 위하여 의료기기 인증 획득 필요

○ 재활로봇의 제품화를 위한 요소 기술의 완성도 향상

○ 재활의료기기 전문업체로의 기술이전 필요

○ 기존 상용 로봇들과의 성능 비교를 위한 임상평가 실험 필요

연구내용

및 방법

○ 의료기기 인증관련 시험 검사에 대한 문서 작성 및 시험 진행

○ 어깨관절 재활로봇 구성요소 기술의 신뢰성, 안전성, 및 성능 향상 (HW 및 SW)

○ (선택사항) 개발된 보급형 어깨관절 재활운동 로봇에 대한 기 업체로의 기술이전

○ 재활로봇의 효과를 검증하기 위한 임상평가실험 수행 플랫폼 구축

※ 사용성평가를 권장하며 연구계획서에 제안할 수 있음

평가항목	단위	세계최고수준 (보유국, 기업)	현재 국내 최고수준	개발 목표치
로봇장치의 어깨관절 추종 오차 (elevation 120도, Abduction 120도 이상 들어올리는 작업)	mm	측정자료없음	측정자료 없음	100ms기준 20mm 이내
30분 이상 연속 사용 시 위치 및 속도 오차	%	-	국내 가이드라인 ±15%	±10% 이내
정격 동작시 제동 토크	Nm	-	국내 가이드라인 14Nm	25 Nm 이상
이상 동작 확인 시 반응 속도	ms	측정자료없음	측정자료없음	100ms 이내
인허가 항목	건	해당사항없음	해당사항없음	4건이상

※ 본과제는 기업체가 반드시 참여해야함 (기업체 참여 필수, 참여기관으로 기업이 참여하는 경우에는 역할 및 산출물을 명확히 기재하여야 함)

추진일정

○ 1~2월: 착수보고

○ 2~3월: 인허가에 필요한 문서 작성 완료 및 의료기기 인증 착수

○ 3월: 분기별 회의

○ 4~10월: 국내 품목허가 및 의료기기 인증 획득, 재활로봇의 성능 향상을 위한 HW/SW개발, 임상실험을 위한 IRB 준비

○ 6월: 중간보고

○ 9월: 분기별 회의

○ 9~10월: 임상실험 평가를 위한 플랫폼 구축

○ 11월: 최종보고, 연구결과물 정리

※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함

※ 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.

기대효과

○ 저가의 상지재활로봇 제품화를 통한 보급화 및 대중화 기여

○ 효과적인 어깨관절 재활을 통한 국민 건강 향상

○ 효과적인 재활방법을 제공함으로써 재활의학분야 발전에 기여

○ 국내기술로 개발된 제품이 세계 의료기기 시장에 진입하여 의료기 시장에서의 국가 이미지 향상

최종결과물

○ 기술문서 결과 통지서, 전기·기계적 안전성 성적서, 전자파 성적서, 성능 성적서, 식약처 허가증

○ 로봇, 로봇 제어기, 전원부 각 1대

○ 관련 도면 및 부품목록표 (Bill of Materials)

○ 관련 소스코드, 프로젝트파일, 실행파일

○ 제어기법 및 동작설명/시험데이터, 연구노트

○ 중간보고서, 최종보고서

○ 특허출원 1건

○ 논문 1건 (과제 종료 후 2년 이내 게재, SCI-E이상)

○ 상기 내용에 대한 관련 HW 및 SW, 사용방법, 문제해결방법 포함

※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것).

※ 개발 프로그램의 소스파일, 실행파일을 납품 시에 제출해야 하며 소스파일별 기능 설명을 최종 보고서에 탑재해야 한다.

활용계획

○ 참여업체로의 기술이전 및 시장진입

○ 보급형 상지 재활 로봇으로써 대형 병원뿐만 아니라 중소형 병원으로의 사용 확대 도모

2017년도 재활로봇중개연구용역 제안요청서[3번]

연구과제명

재활로봇중개연구 성과목표·지표 고도화 및 종합적 성과분석

연구분야

기타

연구형태

정책연구

과제관리자

권효순 연구관

연 락 처

02-901-1904

연구기간

계약일~2017.11.30

연 구 비

50,000천원

연구목적

○ 재활로봇중개연구사업의 전반적인 과제현황 및 성과를 종합적이고 객관적으로 조사ㆍ분석하여, 향후 사업의 기초 자료로 활용

○ 사업추진의 효율성 및 효과성 제고를 위한 성과목표․지표 고도화

○ 체계적이고 합리적인 성과분석 및 분석결과를 통한 통합재정사업평가에 대비하고 사업의 범위 및 내용의 방향성 제시

연구

필요성

○ 재활로봇중개연구사업은 2013년부터 국립재활원에서 시행중인 계속 사업으로, 재정사업평가를 대비하여 성과분석 및 자체평가분석이 필요함

○ 재활로봇중개연구사업의 투자 효율성 제고 및 성과활용의 극대화를 위한 성과목표․지표 고도화 및 종합적 성과분석 추진

○ 종합적 성과분석 결과에 따른 재활로봇중개연구사업의 기획‧관리평가‧활용 등 전 과정의 사업개선방안 도출

연구내용

및 방법

○ 재활로봇중개연구사업의 배경 및 현황 조사∙분석

- 사업배경, 운영 프로세스 및 사업특성 파악

- 대상 사업의 산업 환경 및 동향 검토

- 대상 사업 관련 내·외부 보고서 및 자료 검토

- 대상 사업별 운영 실무자, 연구자 등 이해관계자 의견수렴(대면조사 등)

○ 사업 전략목표, 성과목표 및 성과지표 고도화

- 사업분석 모형 설계

- 사업 유형과 기술적 특성이 반영된 성과목표 및 지표 고도화

- 도전성과 현실성이 반영된 성과 목표치 설정 및 설정근거 개발(연구과제별 또는 재활로봇별 등)

- 성과중심의 R&D 사업관리를 위한 성과관리체계 구조화

○ 2013~2016년도 사업에 대한 종합적 성과조사 및 분석

- 통합재정사업평가지침 및 사업특성이 반영된 조사 설계

- 조사데이터 분석 및 해석을 통한 시사점 도출

- 대표성과 사례조사 및 분석

- 연구과제별(재활로봇별) 논문, 특허, 시제품, 사업화, 프로그램 개발 및 임상시험 등 성과 현황 조사 및 양적ㆍ질적 성과분석 실시(경제가치 등 고려)

- 사업 효율성 제고를 위한 사업 개선방안 및 시사점 도출

※ 2016년도 ‘재활로봇중개연구 성과분석 및 자체평가’결과보고서 참조하여 기존 연구결과 분석 및 활용

○ 2017년도 통합재정사업평가 대응 전략 체계 수립

- 통합재정사업평가 관련 종합적 분석 및 최신 평가 트렌드 파악

- 국가연구개발 우수 사업의 성과목표 및 지표 분석, 평가의견, 대응방법 등 분석

- 통합재정사업평가 대응 전략 마련

평가항목	단위	세계최고수준 (보유국, 기업)	현재 국내 최고수준	개발 목표치
사업 성과현황 조사 및 분석	건	-	-	1
사업특성을 반영한 성과목표 및 지표 고도화	건	-	-	1
2013~2016년도 사업에 대한 종합적 성과조사 및 분석	건	-	-	1
재정사업 통합평가 대응전략 수립	건	-	-	1
결과보고서	건	-	-	1

추진일정

○ 1~2월: 착수보고, 사업 성과현황 조사

○ 3~4월: 사업 성과 목표 및 지표 고도화

○ 3월: 분기별 회의

○ 6월: 중간보고

○ 6~9월: 수행 완료 사업 종합 성과 조사 및 분석

○ 8~9월: 재정사업 평가 전략 수립

○ 9월: 분기별 회의

○ 11월: 최종 보고 및 최종보고서 작성, 연구 결과물 정리

※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함

※ 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.

기대효과

○ 합리적 성과목표 및 지표를 통한 사업 효율성 제고 방안 도출

○ 종합 성과분석 및 평가를 통한 재정사업 통합평가 효과적 대응

최종결과물

○ 중간보고서

○ 최종보고서 및 전자파일(hwp, PPT file) 제출

※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것).

※ 본 과제로 수행된 결과물(지식재산권 포함)은 국립재활원에 귀속된다.

활용계획

○ 사업기획‧관리‧평가‧활용 등 사업의 전주기 추진계획 수립

○ 통합재정사업평가 대응

연구과제명

뇌졸중 환자의 손 기능 평가 장치의 사용성 개선

연구분야

상지

연구형태

중개연구

과제관리자

신준호 과장

연 락 처

02-901-1884

연구기간

계약일~2017.11.30

연 구 비

70,000 천원

연구목적

○ 뇌졸중 환자의 손 기능 평가를 위해 손의 경직, 개별수지 독립성, 다수지 공동성 등을 측정하며, 측정된 데이터를 기반으로 손 기능 평가 지표를 제시할 수 있는 손 기능 평가 장치의 고도화

○ 손 기능 평가 장치를 뇌졸중 환자에게 적용하기 위하여 착용성 및 안전을 고려한 기구의 개선

○ 손 기능의 정확한 평가를 위하여 센서 측정 및 구동기 제어 알고리즘의 개선

○ 측정한 손의 움직임, 손의 경직, 개별수지 독립성, 다수지 공동성 등을 임상적으로 검증

연구

필요성

○ 뇌졸중 환자의 수지 기능 평가는 대부분 주관적인 관찰과 판단에 의존하였으며, 객관적인 데이터에 기반을 둔 손 기능 평가 방법에 대한 연구는 미흡하였음

○ 손 재활 치료에 따른 회복의 객관성 및 신뢰도를 높이기 위해 객관적이고 통합적인 손 기능 평가 알고리즘을 개발하는 것이 요구됨

○ 개발된 손 기능 평가 장치를 다양한 뇌졸중 환자에게 적용할 수 있도록 기구의 착용 편의성, 안전성 확보를 위한 평가 장치 고도화가 필요함

○ 개발된 손 기능 평가 장치로 평가한 손 기능들을 임상 데이터를 이용한 객관적 검증이 필요함

연구내용

및 방법

○ 본 연구의 목적은 개발된 손 기능 평가 장치를 실제 뇌졸중 환자에게 적용하고 임상결과를 얻기 위한 하드웨어와 소프트웨어의 개선 및 통계적 검증임. 상기 목적을 이루기 위해서는 개발된 하드웨어 및 소프트웨어의 개선이 병행되어야 하며, 과제의 주요 연구 개발 내용은 다음과 같음.

○ 다양한 뇌졸중 환자에 적용 가능하도록 손 기능 평가 장치의 연구 및 개선

- 개발된 기구의 안정성을 높이기 위한 하드웨어 개선
⦁ 평가시 뇌졸중 환자의 안전성을 담보할 수 있는 구조 확보

⦁ 링크들의 내구성을 높이기 위한 설계 개선

⦁ 착용 편의성을 위한 착용부 설계 개선

⦁ 정밀한 힘 제어를 위한 설계 개선

⦁ 수리, 유지 및 보수를 용이하게 할 수 있도록 설계 개선

⦁ 사용자가 기구에 느끼는 거부감을 줄이기 위한 디자인 개선

- 개발된 기구의 안정성을 높이기 위한 소프트웨어 개선

⦁ 다양한 상황에서의 안정적인 구동기의 제어를 위한 제어 알고리즘 개선

⦁ 프로그램 인터페이스 개선

⦁ 효과적인 손 기능 평가를 위한 실험 프로토콜 개선

○ 임상실험을 통한 기구의 검증

- 손가락 움직임, 손가락에 가해지는 힘, 손의 경직, 수지 독립성, 다수지 공동성을 다수의 임상실험을 통하여 통계적으로 검증

- 비장애인 대상 실험으로 알고리즘 및 장치의 성능 통계적 검증

⦁일반인 10명 이상

- 뇌졸중 환자 대상 실험으로 알고리즘 및 장치의 성능 통계적 검증

⦁뇌졸중 환자 10명 이상 (수지관절의 경직 수정애쉬워스척도 MAS 1+, MAS 2 인 환자 각각 5명 이상을 포함)

평가항목	단위	세계최고수준 (보유국, 기업)	현재 국내 최고수준	개발 목표치
개별 수지힘 측정 범위	N	100 N (한국, 국립재활원)	100 N (한국, 국립재활원)	50N (센서 정확도를 위해 50N까지만 측정)
개별 수지 운동 보조 최대 힘	N	50 N (미국, 메릴랜드 대학)	없음	20N 이상 (환자안전을 위해 20N까지만 가해줌)
손 기능 평가 및 재활치료장치의 개별 수지 파악 운동속도	deg/s	0-360 deg/s (오스트리아, tyromotion)	없음	500 deg/s 이상
손 기능 평가 및 재활치료장치의 개별수지 파악 운동범위	deg	측정자료 없음	없음	0-90 deg 이상
손 기능 평가(경직, 다수지 공동성, 수지 독립성) 및 손 재활 알고리즘에 대한 임상평가	명			비장애인 10명 이상 / 뇌졸중 환자 10명 이상

※ 2016년도 ‘손기능 평가 및 재활치료 통합장치 개발’과제로 개발된 통합장치를 사용하여 본 연구를 진행하고자 함. 본 기기는 개별 수지마다 장치된 모터를 이용하여 수지의 움직임을 유도하고 그에 따라 나타나는 수지의 움직임 및 수지 관절의 토크 등을 평가 가능한 장치임. (참고)

추진일정

○ 1~2월: 착수보고, 재활 치료사 및 뇌졸중 환자 포커스 그룹 인터뷰

○ 3~6월: 손 기능 평가 장치 고도화(하드웨어, 소프트웨어, 알고리즘)

○ 3월: 분기별 회의

○ 6월: 중간보고

○ 7~8월 : 비장애인 대상 실험 및 측정 장치 검증

○ 8~12월 : 뇌졸중 환자 대상 실험 및 분석

○ 9월: 분기별 회의

○ 11월: 최종 보고 및 최종보고서 작성, 연구 결과물 정리

※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함

※ 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.

기대효과

○ 뇌졸중 환자의 손 경직 및 운동조절 장애의 평가 및 재활치료  기준 제시

○ 효과적인 손 기능 평가 알고리즘 개발

○ 임상에서 사용 중인 손 기능 평가 및 재활치료 방법들의 효능 검증

○ 손 기능 평가 장치를 개발 및 검증하여 재활로봇 보급화에 기여

최종결과물

○ 뇌졸중 환자 손의 기능 평가가 가능한 장치 - 관련 도면 및 부품 목록표 CD 포함

○ 기구제어 알고리즘 및 소프트웨어 CD - 관련 소스코드, 프로젝트파일, 실행파일 포함.

○ 분석 알고리즘 및 소프트웨어 CD - 관련 소스코드, 프로젝트파일, 실행파일 포함.

○ 상기 내용에 대한 관련 하드웨어 및 측정, 분석 소프트웨어의 사용방법, 문제해결방법 포함

○ SCI급 이상 논문 1편 이상 (연구과제 종료 후 2년 이내)

○ 관련 특허 1편 출원

○ 중간보고서

○ 최종보고서

※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것).

※ 개발 프로그램의 소스파일, 실행파일을 납품 시에 제출해야 하며 소스파일별 기능 설명을 최종 보고서에 탑재해야 한다.

활용계획

○ 단기적으로 국립재활원 입원 및 외래 뇌졸중 환자를 대상으로 손 기능 평가에 적용

○ 장기적으로 뇌졸중 환자의 손 기능 평가 장치를 상용화하여 임상현장에 보급

○ 의료기기 2등급 운동성 시험평가 장치인증 도모

2017년도 재활로봇중개연구용역 제안요청서[4번]

* 참고

○ 손 기능 평가 장치 개념도

○ 손 기능 평가 장치 주요기능

뇌졸중 환자 손의 1수지부터 5수지에서

-수지별 경직측정이 가능

-수지별 최대근력 측정이 가능(굴곡/신전)

-수진 독립성 측정이 가능(굴곡/신전)

-다수지 공동성 측정이 가능(굴곡/신전)

2017년도 재활로봇중개연구용역 제안요청서 [5번]

연구과제명

레일 플랫폼 기반의 동적 하네스 시스템 인증 및 사용성 평가

연구분야

하지

연구형태

중개연구

과제관리자

송원경 과장

연 락 처

02-901-1901

연구기간

계약일~2017.11.30.

연 구 비

160,000천원

연구목적

○ 임상기관 등에서 환자, 고령자의 안전한 하지 관련 동작을 훈련하고 보조하기 위하여 천장에 위치한 레일 위에서 움직이는 동적 하네스 시스템의 인증 및 사용성 평가

연구

필요성

○ 레일플랫폼 기반의 동적 하네스 시스템 인증, 부가 기능 고도화, 사용성 평가를 통한 임상연구진입에 필요한 사항을 확보하는 것이 필요함.

○ 앉기/서기 및 보행 등 하지 일상생활동작 재활 훈련 상황에서 치료사에게 부담되는 사용자의 체중지지를 안전하게 보장하면서 재활훈련을 위한 동작 구현에 방해하지 않는 안전장치가 필요함.

○ 대형병원뿐만 아니라, 상대적으로 낮은 천장 환경을 가진 국내의 다양한 소형 임상기관에서도 설치 가능한 하지 일상생활동작 재활로봇이 필요함.

○ 실제 임상에서 바로 적용될 수 있는 하지 일상생활동작 사용자 맞춤형 재활 훈련 프로토콜에 따른 재활로봇 제어 기법 개발이 필요함.

연구내용

및 방법

○ 고도화된 레일플랫폼 기반의 동적 하네스 시스템 인증 준비

- 기술 문서 작성 및 디버깅 작업(전자파 적합성/전기기계적안전성/성능평가 대비)

- 앉은 자세에서 일어서기, 균형잡기, 직선보행, 계단 오르기, 계단 내리기, 곡선보행 등 다양한 작업모드에 대해 최적화된 제어기법 성능 평가 포함 (예를 들어, 직선 보행 시 레일 상의 헤드가 사용자의 위치의 변화를 감지하고 능동적으로 신속히 이동되어야 함. 최적화의 대상 및 목표 수준을 계획서에 기재할 것. 작업모드의 종류는 추가 삭제 가능함.)

○ 레일플랫폼 기반의 동적 하네스 시스템 인증 (의료기기 2등급 기준, 계획서 작성시 변경 가능)

- 전자파 적합성/전기·기계적 안전성 확보

- 정적/동적 체중지지 성능 평가

- 표준 레일 길이 및 설치 최소 높이 검증

- 사용자 움직임 방향 계측 범위 평가

○ 사용자 맞춤형 하지재활 훈련 컨텐츠 및 어플 개발

- 고령자 및 뇌졸중 대상의 하지 재활 훈련 시나리오 개발

- Gamification을 활용한 하지 재활 훈련 컨텐츠 개발

- 하지 재활 훈련 컨텐츠 연동을 위한 스마트 기기용 어플 개발

○ 동적 하네스 시스템을 이용한 Pilot Test

- 건강한 성인/고령자 대상 동적 하네스 시스템을 이용한 하지 재활 성능 평가

○ 유사/관련 시스템과의 차별성 확보

- 기존 시스템과의 차별화 포인트 1개 이상을 제안 할 것.

평가항목	단위	세계최고수준 (보유국, 기업)	현재국내 최고수준	개발 목표치
최대 동적 체중지지	kg	90 (미국, Aretech)	68	90★
최대 정적 체중지지	kg	180 (미국, Aretech)	135	180
사용자 움직임 방향 계측 범위	방향	전후 (미국, Aretech)	전후	360°
설치 가능 최소 높이	mm	2,750 (미국, Aretech)	3,100	2,700 이하
User Interface (제어방식)	-	무선 (미국, Aretech)	유선 리모컨	유선 및 무선 (스마트기기용 어플)
트롤리 두께	mm	230 (미국, Aretech)	300	230
기술문서	건	-	-	1
사용자 맞춤형 하지재활 훈련 컨텐츠	종	유	유	2 (고령자 /뇌졸중)
동적하네스 시스템 전자파 적합성 테스트	건	-	-	1
동적 하네스 시스템 전기·기계적 안전성평가	건	-	-	1
사용성 평가(Pilot test)	보고서	-	-	결과 보고서
의료기기 GMP품목추가	건	-	-	1

★ 일정한 체중지지가 중요함. 특정 Sinusoidal Pattern을 체중지지모듈에 가했을 때 오차(RMS (root mean square), Peak-to-Peak)를 명기하여 계획서에 제안하기 바람.

※ 상기 개발 목표치를 포함하여 착용편의성, 착용감, 다양한 상황의 안전성, 장비 부피, 무게 등 다른 항목에 대하여 계획서에 기재 바람.

※ 차별성을 확보할 수 있는 아이디어를 악세사리 등으로 구현하기 바람.

※ 연구책임자는 국립재활원이 지정하는 자문위원으로 구성된 자문위원회(자문비, 회의비 수반)를 운영해야 한다.

※ 자문회의 결과는 국립재활원과 상의하여 연구에 반영한다.

※ 제품 설계 단계부터 공인인증기관시험 또는/그리고 Good Manufacturing Practice(연구용 GMP도 가능) 적용 고려시 가점 (제품 설계 단계부터 GMP 적합성 평가를 염두 해 두고 진행 필요).

※ 사업진행 기간 내 공인인증기관시험 실시 또는/그리고 Good Manufacturing Practice(연구용 GMP도 가능) 진행시 가점.

※ 관련 선행기술 및 특허동향 조사결과를 제출한다.

※ 본 과제는 기업체가 반드시 참여해야함 (기업체 참여 필수, 참여기관으로 기업이 참여하는 경우에는 역할 및 산출물을 명확히 기재하여야 함)

추진일정

○ 1~2월: 기술문서 작성 및 인증 준비(시제품 디버깅 등)

○ 3~4월: 전자파 적합성 테스트

○ 3월: 분기별 회의

○ 5~6월: 전기·기계적 안전성 확보

○ 6월: 중간 보고

○ 7월: 동적/정적 체중지지 성능 평가 완료

○ 4~7월 사용자 맞춤형 하지 재활 훈련 컨텐츠 및 어플 개발

○ 8~11월: 인증

○ 9월: 분기별 회의

○ 10~11월: 건강한 성인 및 고령자 대상 Pilot Test

○ 11월: 최종 보고 및 최종보고서 작성, 연구 결과물 정리

※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함

※ 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.

기대효과

○ 국내 대학병원, 종합병원 등 대형 병원뿐만 아니라, 요양원, 복지관 등 소형 임상기관에서도 환자의 하지 일상생활동작(보행 및 앉기, 서기 동작) 관련 재활 훈련에 도움이 됨.

○ 국내 재활병원이나 연구센터에서 환자의 보행 등 하지 관련 일상생활동작과 관련된 연구용으로도 활용도가 높음.

○ 레일플랫폼 기반의 재활로봇은 외골격로봇, 자세균형훈련 로봇 등 타 재활로봇과의 호환되어 사용자에게 재활훈련 효과를 증대시킬 수 있을 거라 기대됨.

○ 다른 재활훈련 장비 (외골격 로봇등) 와 함께 사용 됬을 때 훈련의 상승효과가 기대됨

○ 기존 선진 제품과 비교하여 우수한 성능이 검증될 경우 해외 수출 가능

○ 축적된 기술을 토대로 평면에서 자유롭게 보행할 수 있는 추가 자유도 시스템으로 확장 가능

최종결과물

○ 고도화된 레일플랫폼 기반의 동적하네스 시스템 완성품 1세트 및 관련 여분 자재

- 관련 도면, 도면의 설명, 소스코드 (Comment 포함), 프로젝트파일, 실행파일, 부품 목록 포함.

- 착용 가능한 하네스 등 악세사리 포함.

○ 다양한 작업 제어 소프트웨어 모듈 (직선보행, 회전, 균형잡기, 앉고서기, 계단 오르고 내리기 등)

- 관련 회로도면, 회로도면의 설명, 소스코드 (comment 포함), 프로젝트파일, 실행파일, 부품 목록 포함

○ 고도화된 레일플랫폼 기반의 동적하네스 시스템 기술문서 1건

○ 고도화된 레일플랫폼 기반의 동적하네스 시스템 인증 결과 1건(전자파적합성/전기·기계적안전성/성능평가)

○ 고도화된 레일 플랫폼 기반의 동적하네스 시스템용 사용자 맞춤형 재활훈련 컨텐츠 2종 (고령자 및 뇌졸중환자용)

○ 포커스 그룹 미팅 및 전문가 회의  결과 반영 사항

- 디자인 반영 사항

- 일상생활동작 및 재활치료 프로세스 반영 사항

○ 관련 특허출원 1종 이상

○ 관련 논문 1종 이상 (양질의 SCI급 논문 우대)

○ 상기 내용에 대한 관련 하드웨어 및 소프트웨어, 사용방법

※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것).

※ 개발 프로그램의 소스파일, 실행파일을 납품 시에 제출해야 하며 소스파일별 기능 설명을 최종 보고서에 탑재해야 한다. 아울러, 하드웨어 구성에 활용된 부품 일람표와 향후 개발계획 내지 실용화 방안 등도 탑재해야 한다.

활용계획

○ 국내의 다양한 병원, 요양원, 및 복지관에 설치하여 고령자 및 뇌졸중 환자 등 보행 등 하지 일상생활동작에 장애를 가진 환자를 대상으로 하지 재활훈련이 가능함.

○ 개발된 시스템을 국내의 다양한 임상기관에 설치하여 뇌졸중환자 등 중증장애인의 재활훈련에 지속적으로 사용할 수 있음.

○ 국립재활원 및 의료기기임상시험센터 등의 임상시험을 통하여 보행 장애를 가진 다양한 환자군에게 적용되어 재활로봇의 적응증 검증에 활용할 수 있음.

○ 본 기술의 효과가 검증되면 국외로 수출도 가능함.

2017년도 재활로봇중개연구용역 제안요청서 [6번]

연구과제명

하지 부분마비 장애인용 착용형 로봇에 부가 가능한
유연한 발목관절 보조로봇 개발

연구분야

하지

연구형태

중개연구

과제관리자

임명준 연구사

연 락 처

02-901-1903

연구기간

계약일~2017.11.30

연 구 비

158,000 천원

연구목적

○ 독립적인 구동 및 착용형 로봇에 부가 (add-on) 가능한 유연한 발목관절 보조로봇 개발

○ 유연한 발목관절 보조로봇과 착용형 로봇의 동기화 제어 기술 개발

○ 연구용 임상적용을 통한 착용형 로봇의 보조 능력 검증 및 개선 방안 도출

○ 발목관절 보조로봇의 전기·기계적 안전성 인증

연구

필요성

○ 하지 부분마비는 뇌질환, 척수질환, 근육질환 등의 후유 장애로, 마비 또는 근력 약화에 의해 운동 능력이 저하되는 특징이 있음

○ 하지 부분마비 장애인은 운동능력을 완전히 상실하지 않았기 때문에 의도적인 하지 움직임이 가능하며, 이러한 환자를 위한 착용형 로봇은 착용자의 움직임을 방해하지 않고 필요한 순간에만 보조력을 생성하는 기술이 필수적으로 요구됨

○ 하지 부분마비 장애인은 근력약화나 신경손상으로 정상적인 발목 동작을 수행할 수 없는 경우가 많음 (예: 뇌졸중, 길랑-바레 증후군 환자의 족하수 및 족하수에 의한 이상보행)

○ 발목관절은 보행 및 균형유지에 핵심적인 역할을 수행하기 때문에 착용형 로봇이 필수적으로 보조해야하는 관절이지만, 인체 말단부에 위치하기 때문에 효율적인 구동 구조 설계가 어려움

○ 그 뿐만 아니라 로봇 관절에 흔히 사용되는 회전관절은 단일 사용으로 발목관절의 높은 운동자유도를 보장할 수 없기 때문에 발목관절 보조에는 적합하지 않음

○ 따라서 인체 발목관절의 운동자유도를 보장할 수 있는 로봇 관절 구조 설계와 여기에 동력을 전달할 수 있는 유연한 동력전달 구조 개발이 필수적임

○ 발목관절 보조로봇은 착용형 로봇에 부가 가능하도록 개발되어 환자의 발목관절 운동능력 및 재활정도에 맞게 선택적으로 사용할 수 있도록 해야 하며, 발목관절만 약화된 환자 또한 사용할 수 있도록 착용형 로봇 없이 독립적으로도 사용 가능하도록 개발해야함

○ 이를 위해 발목관절 보조로봇 설계기술개발뿐만 아니라 발목관절 보조로봇 제어기술, 센서 및 신호처리기술, 착용형 로봇과의 동기화 기술 개발이 필수적이며 실제 환자에게 적용할 수 있는 강인성을 확보하기 위해 전기기계적 안전성 시험이 필요함

연구내용

및 방법

○ 유연한 발목관절 보조로봇 개발

- 유연 소재를 이용한 발목관절의 배측/저측 굴곡 보조 메커니즘 설계 및 개발 [목표치: 능동보조력 25Nm 이상, 관절탄성 100Nm/rad 이상]

- 무저항 구동 [목표치: 운동저항력 1Nm 이하]

- 탄성체를 이용한 구동 에너지 저감 구조 설계

- 효율적 구동을 위한 경량 설계 [목표치: 1.2kg 이하]

- 지면반력 측정 기능 포함 [목표치: 족저압 측정위치 2개 이상]

- 착용형 로봇을 제외한 독립 구동 기능 포함

- 착용형 로봇에 부가(add-on)하기 위한 기계적 메커니즘 포함

※ 발목관절 보조로봇의 제어부는 별도로 구성하거나 기존 착용형 로봇 제어기에 함께 사용할 수 있음

※ 필요시 유연한 발목관절 제어로봇과 기존 장애인용 착용형 로봇의 동기화 제어 기술 개발

○ 발목관절 보조를 위한 센서 신호처리 및 제어 기술 개발

- 발목관절 보조를 위한 센서 및 신호처리 기술 개발

- 발목관절 보조로봇의 독립구동을 위한 제어보드 및 사용자 인터페이스 제작

- 발목관절 보조로봇과 착용형 로봇의 직렬 데이터 통신 구현 및 보조력 생성 동기화 제어 기술 개발

○ 발목관절 보조로봇 사용성 평가

- 발목관절 보조로봇 성능 시험 진행

- 정상인 및 부분마비 장애인에 대한 적용 및 개선 방향 도출

○ 유연한 발목관절 보조로봇 인증 진행

- 공인기관 전기·기계적 안전성 시험 진행

평가항목	단위	세계최고수준 (보유국, 기업)	현재 국내 최고수준	개발 목표치	비고
발목관절 보조로봇 보조력	Nm			능동: 25 반능동: 100	시상면 기준
발목관절 보조로봇 운동 저항력	Nm			1	시상면 기준
발목관절 보조로봇 중량	kg			1.2 이하
발목관절 로봇 연속 사용 시간	시간			4
전기·기계적 안전성 시험검사	건			1

※ 기존 장애인용 착용형 로봇과 함께 사용한다면, 추가로 착용형 로봇 무게, 보조력 크기, 자유도, 로봇관절임피던스(운동저항력)을 제안할 수 있음

※ 본과제는 기업체가 반드시 참여해야함 (기업체 참여 필수, 참여기관으로 기업이 참여하는 경우에는 역할 및 산출물을 명확히 기재하여야 함)

추진일정

○ 1월: 착수보고

○ 1~3월 : 발목관절 보조로봇의 동력전달구조 설계 및 제작

○ 3월: 분기별 회의

○ 2~4월 : 발목관절 보조로봇의 센서시스템 및 제어보드 설계 및 개발

○ 4~6월 : 발목관절 보조로봇 신호처리 및 제어방법 개발

○ 6월: 발목관절 보조로봇 시제품 제작 및 중간보고

○ 5~7월: 발목관절 보조로봇과 착용형 로봇 간 직렬 데이터 통신 구현 및 동기화 제어 기술 개발

○ 8~10월: 연구용 임상적용, 성능평가 및 시제품 개선방안 도출

○ 9월: 분기별 회의

○ 9~11월: 개선방안 적용 및 안전성 시험평가 진행

○ 11월: 최종 보고 및 최종보고서 작성, 연구 결과물 정리

※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함

※ 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.

기대효과

○ 착용형 로봇의 모듈화 및 부가형태의 유연한 발목보조 기능 추가로 착용성 및 기능성 향상

○ 발목보조 기능 추가로 인한 착용자의 운동기능 향상

○ 선택적 모듈 구성으로 인한 구매자의 경제적 부담 완화

○ 일상동작 보조를 위한 착용형 로봇의 보급 확대

○ 부분마비 장애인의 이동능력 개선을 통한 삶의 질 향상

최종결과물

○ 부가 가능한 유연한 발목관절 보조로봇 제품 1건

- 로봇 기구부, 로봇 제어기 및 전원부

- 관련 도면 및 부품목록표 (Bill of Materials)  CD

- 관련 소스코드 및 실행파일 CD

- 제어기법 및 동작설명/시험데이터, 연구노트

※ 단, 착용형 하지근력 보조/재활 로봇과 발목관절 보조로봇이 함께 연동되어야 하는 경우, 착용형 로봇 제출을 포함함

○ 중간보고서/최종보고서

○ 논문 1건 (과제 종료 후 2년 이내 게재, SCI-E이상)

○ 특허출원 1 건 이상

○ 공인기관 전기기계적 안전성 시험검사서 1건

※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것).

※ 개발 프로그램의 소스파일, 실행파일을 납품 시에 제출해야 하며 소스파일별 기능 설명을 최종 보고서에 탑재해야 한다.

활용계획

○ 대학병원과 연계하여 연구용 임상적용 확대

○ 착용형 로봇 관련 성능평가 방법 표준화 연구

○ 부가(add-on) 가능한 유연한 발목관절 보조로봇이 포함된 착용형 하지근력 보조/재활 로봇의 상용화 추진

2017년도 재활로봇중개연구용역 제안요청서[7번]

연구과제명

재활로봇관련 기술분야별 지식재산권(IP) 창출

연구분야

기타

연구형태

정책연구

과제관리자

권효순 연구관

연 락 처

02-901-1904

연구기간

계약일~2017.09.30

연 구 비

30,000천원

연구목적

○ 재활로봇 관련 2개 기술분야에 대한 (①인지재활로봇, ②가정용 재활운동로봇) 특허조사를 통한 유망특허 도출

○ 도출된 유망특허를 기초로 하는 신규 지식재산권(IP) 창출

연구

필요성

○ 전 세계적으로 고령화 및 장애인구의 증가로 인해 인지와 지각기능에 손상을 갖고 있는 노인, 장애인 등의 복지에 대한 사회적 관심과 수요가 늘어나고 있고 퇴원 후 가정내에서의 지속적인 재활훈련의 필요성이 부각되고 있는 점을 고려할 때 환자의 인지 기능 훈련 및 가정용 재활운동로봇에 관한 관심이 늘어나고 있음

○ 따라서 기술분야별 신뢰성 있는 특허 데이터를 기초로 하는 R&D 기획의 기초 데이터 구축이 필요함

○ 특허검색 및 분석을 반영한 신규 IP 확보 전략이 필요함

연구내용

및 방법

○ 기술분야별(인지재활로봇, 가정용 재활운동로봇) IP 분석 수행(특성파악)

- 분석범위 설정, 특허 분석프레임 확정

- 특허검색 및 유효특허 추출, 유효특허분석 및 핵심특허 도출 등

- 인지재활치료/훈련로봇과 가정용 재활운동로봇을 대상으로 과업 수행

※ 인지재활로봇의 경우 2014년 수행된 ‘재활로봇 중개연구 지식재산권 창출 및 특성화 전략수립‘ 보고서의 교감로봇 분석결과 등 참고하며 상세 개념 등 분석범위 등은 국립재활원과의 회의 등으로 정함

○ 기술분야별 IP 창출전략 수립

- 특허Tree 작성

- 상세 IP 분석 및 IP 확보 방안 제시

- IP 활용 사업화 방향 제시

○ 핵심특허 등 IP창출 전략을 바탕으로 분야별 신규 IP 1건 창출

평가항목	단위	세계최고수준 (보유국, 기업)	현재 국내 최고수준	개발 목표치
유효특허 데이터	건	-	-	1
신규 IP 창출 전략 보고서	건	-	-	1
특허출원	건	-	-	2

추진일정

○ 1월: 착수보고

○ 3월: 분기별 회의

○ 4~5월: 중간보고

○ 6~8월: 분기별 회의

○ 9월: 최종 보고 및 최종보고서 작성, 연구 결과물 정리

※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함

※ 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.

기대효과

○ 기술분류별 핵심특허 활용전략 수립

○ 기존 기술의 문제점 해결방안 도출

○ 핵심 기술의 사전 특허 출원을 통한 원천특허 창출

최종결과물

○ 기술분류별 유효특허 데이터

○ 기술분류별  IP창출 로드맵 (특허Tree포함), 신규 IP창출 전략 보고서

○ 기술분류별 특허분석 및 특허확보 전략 보고서

○ 상기 자료가 탑재된 최종보고서 30부(중간보고서 별도)

○ 상기 보고서 전자화일 및 사업 수행 중 조사자료 CD로 제출

○ 기술 분야별 특허출원 1건(총 2건)

※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다(계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것).

※ 본 과제로 수행된 결과물(지식재산권 포함)은 국립재활원에 귀속된다.

※ 특허출원 1건 이상을 국립재활원 이름으로 진행한다(관련비용은 사업수행에 포함).

활용계획

○ 신규 IP 창출에 활용

○ 기술사업화 및 기술이전 계약에 활용

연구과제명

고유수용성감각 측정 시스템 개발

연구분야

상지

연구형태

중개연구

과제관리자

이정아 연구사

연 락 처

02-901-1915

연구기간

계약일~2017.11.30

연 구 비

50,000천원

연구목적

○ 고유수용성감각 측정 시스템 개발 및 검증에 관한 연구

연구

필요성

○ 고유수용성 감각*은 신경근 조절, 균형조절, 관절의 안정성을 확보하고 유지하는데 중요한 되먹임(feedback)요소임

*고유수용성감각(proprioception) : 근육의 수축과 신장에 의해서 야기된 감각정보. 뼈 사이에서 관절이 구부러지고 펴지고, 당겨지고, 압박됨으로써 야기된 감각 정보

○ 고유수용성 감각 측정은 관절의 기능적 불안정이나 재손상을 감소시키는데 있어 중요한 역할을 하기 때문에 재활훈련 및 교육에 있어 주요 평가방법임

○ 고유수용성 측정 방법은 관절 위치감각의 재구현, 힘 감각의 재구현 등으로 평가하며 임상에서 치료사의 눈대중이나 고가의 삼차원 동작분석을 통해 측정하고 있음

○ 따라서 고유수용감각을 객관적이고 양적화 할 수 있는 신뢰성 이 높고 휴대가 편리한 측정 장비 개발이 필요함

연구내용

및 방법

○ 고유수용감각 평가를 위한  측정 시스템 개발

- 작용범위: 팔굽관절, 무릎 관절 등 (관절 확장 측정)

- 부착형, 휴대용 시스템 개발

- 다양한 평가 환경에서 고유수용감각 평가가 가능한 구조(예, 무거운 물건을 들고 있는 상태에서의 고유수용감각 평가)

- 측정 시스템에 관절의 각도, 힘 등의 수치를 제시

- 관절 측정이 용이하고 휴대성 및 디자인을 고려

※ 구현방법을 연구계획서에 구체적으로 제안할 것

○ 고유수용감각 측정 장비의 검증

- 검사 재검사 신뢰도

- 정상인 20명, 뇌병변 장애인 20명

평가항목	단위	세계최고수준 (보유국, 기업)	현재 국내 최고수준	개발 목표치
관절 각도 측정	도	-	-	0.1도 이내
관절 부하 크기	Nm	-	-	0.5Nm 이상
부하 제시 단계	단계	-	-	5단계

추진일정

○ 1월 : 착수보고

○ 2월: 포커스 그룹 미팅을 통한 사용자/전문가 요구 파악

○ 3월: 분기별 회의

○ 3~6월 고유 수용성 감각 측정 장치 제작 및 동작 평가

○ 6월: 중간보고

○ 8월: 상용화 개발

○ 9월: 분기별 회의

○ 11월: 보완 및 임상 실험 평가

○ 11월: 최종 보고

※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함

※ 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.

기대효과

○ 기존의 치료사의 눈대중 또는 고가의 삼차원 동작 분석 장치가 아닌 착용형 장치를 이용한 고유 수용성 감각 평가 장치 개발

○ 객관적 고유 수용성 감각 평가 장치 개발

최종결과물

○ 고유 수용성감각 측정장치 1식(사용매뉴얼 포함)

○ 특허출원 1건

○ 논문 1건(과제 종료 후 2년 이내 게재, SCI-E이상)

○ 소스코드, 스페어자제, 부품목록표, 도면

○ 중간보고서

○ 최종보고서

※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것).

※ 개발 프로그램의 소스파일, 실행파일을 납품 시에 제출해야 하며, 소스파일별 기능 설명을 최종 보고서에 탑재해야 한다.

활용계획

○ 중추신경계 환자의 고유 수용성 감각 측정 시스템을 통한 평가

○ 임상에서 감각의 치료 효과 검증에 대한 평가 장비로 활용

2017년도 재활로봇중개연구용역 제안요청서[8번]

2017년도 재활로봇중개연구용역 제안요청서 (9번)

연구과제명		평형점 이론에 기반한 뇌졸중 환자의 정적 힘 측정을 통한 다수지 운동제어 평가
연구분야		상지	연구형태		중개연구
과제관리자		신준호 과장	연 락 처		02-901-1884
연구기간		계약일~2018.11.30	연구비	총 액	150,000천원
				1차년도	80,000천원
				2차년도	70,000천원
연구 목적	총 괄	○ 뇌졸중 환자의 운동장애와 재활치료들의 효과를 생물학적 운동제어 기전을 근거로 분석하여 정량화하는 과학적 근거 마련
	1차년도	○ 평형점 이론(별첨참고)에 근거하여 극도의 운동과잉을 갖는 행위체계 모델인 손의 운동제어장애를 뇌졸중 환자와 비장애인을 대상으로 구체적으로 분석, 비교
	2차년도	○ 평형점 이론에 근거하여 재활치료가 인간 운동제어를 구성하는 부분들에 미치는 영향을 정량적으로 분석하고 규명
연구 필요성		○ 뇌졸중 환자 손 운동기능의 신경학적 회복에 대한 객관적인 지표를 제시할 수 있는 도구가 부족하여, 재활 치료의 효과 등을 제대로 평가할 수 없음. ○ 뇌졸중 환자들의 효과적 재활을 위해서는 임상에서 사용되고 있는 재활치료들이 인간 운동제어의 요소에 어떻게 기여하는지에 대해 심층적 연구와 이해가 필요. ○ 뇌졸중 환자의 횡단적 연구가 절실히 필요한 상황임에도 불구하고 전세계적으로 종단적 연구에만 치중하여 임상치료와 재활에 따른 신경역학적 내부 제한 요소들의 변화에 대한 이해가 부족.
연구내용 및 방법	1차년도	○ 뇌졸중 손평가 장치를 이용하여 뇌졸중 환자와 비장애인 손의 운동제어 평형점 이론에 입각하여 분석하기 위한 실험, 분석방법 및 소프트웨어 개발 및 이를 활용한 연구 - 뇌졸중 환자 손의 운동제어를 실시간(online) 운동제어 능력의 계층적 측정, 분석 알고리즘 개발 - 뇌졸중 환자 손의 운동제어를 반복적인(offline) 운동제어 능력의 계층적 측정, 분석 알고리즘 개발 - 필요시 뇌졸중 손평가 장치 개선 및 보완 - 상기 측정, 분석 알고리즘을 바탕으로 손의 운동제어를 측정하기 위한 소프트웨어 개발 ※ 2013년도 ‘뇌졸중 환자 손의 신경역학적 정량화를 위한 기구제작 및 분석’과제로 개발된 평가 장치를 이용하여 본 연구를 진행하고자 함. 본 기기는 개별 수지의 각도 조절이 가능하며, 개별 수지의 정적인 힘 측정이 가능한 장치임. ○ 뇌졸중 환자 운동제어를 평형점 이론에 입각하여 분석하는 횡단적 연구수행 - 뇌졸중 손평가 장치를 이용하여 운동능력장애를 기준으로 뇌졸중 환자를 모집하여 실험 - 뇌졸중 환자 손의 운동제어를 평형점 이론에 입각하여 실시간 운동제어 능력의 계층적 측정과 분석 - 뇌졸중 환자 손의 운동제어를 평형점 이론에 입각하여 반복적인 운동제어 능력의 계층적 측정과 분석 - 뇌졸중 환자의 손의 단축수축과 신장수축 제어 능력의 계층적 측정과 분석 - 뇌졸중 환자의 손 내재근과 외재근의 개별적 운동제어 능력의 계층적 측정과 분석 - 뇌졸중 환자의 반구간 상호작용에 의한 운동제어 능력의 계층적 측정과 분석 - 뇌졸중 환자의 임상정보와 상기 변인들의 상관관계를 규명 - 비장애인을 대상으로 실험을 진행하여 비교 분석함.
	2차년도	○ 재활치료에 따른 뇌졸중 환자의 운동제어 능력의 변화를 평형점 이론에 입각하여 분석하는 종단적 연구 - 뇌졸중 환자의 재활치료에 따른 운동제어 능력의 변화를 1차년도 연구 내용에 제시한 운동제어 능력의 계층적 평가 방법들을 이용하여 측정하고 운동제어 변인들의 변화를 정량적으로 분석하고 규명(대상으로 하는 재활 치료에 관해서는 추후 국립재활원과 협의하여 정의함) - 뇌졸중 환자의 임상정보와 상기 변인들의 상관관계를 규명
추진 일정	1차년도	○ 1~2월: 착수보고, 문헌고찰 및 선행 연구조사, 뇌졸중 손평가 장치의 개선 및 보완 ○ 2~5월: 실험, 분석방법 및 소프트웨어의 개발 ○ 3월: 분기별 회의 ○ 6~8월: 비장애인을 대상으로 임상 시험 수행 비장애인의 운동제어 능력 분석 ○ 6월: 중간평가 ○ 8~11월: 뇌졸중 환자를 대상으로 임상 실험 수행, 뇌졸중 환자의 운동제어 능력 분석, 뇌졸중 환자의 운동제어 변인들과 임상정보와의 상관관계를 분석 ○ 9월: 분기별회의 ○ 11월: 연구결과 분석 및 연차실적·계획서 작성 ○ 12월: 연차실적 보고 ※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함 ※ 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.
	2차년도	○ 1월: 재협약 및 착수보고 ○ 1~8월: 뇌졸중 환자를 대상으로 재활치료에 따른 임상 실험 수행 및 분석 ○ 3월: 분기별 회의 ○ 6월: 중간평가 ○ 9~11월: 뇌졸중 환자의 재활치료에 따른 운동제어 변인들의 변화와 임상정보와의 상관관계를 분석 ○ 9월: 분기별회의 ○ 11월: 보고서 작성 및 최종 보고 ※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함 ※ 재협약이후, 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.
기대효과		○ 뇌졸중 환자의 수지 제어 결핍 평가에 기 개발된 뇌졸중 손평가 장치의 활용도 극대화 ○ 뇌졸중 환자의 수지 제어 기능의 결핍을 수지 제어 기능의 분석 방법인 평형점 이론을 이용하여 과학적이고 객관적인 원인 규명 ○ 생리학적 변수를 중추신경계의 제어 변수로 사용하는 이론인 λ 모델을 이용하여 뇌졸중 환자의 수지 제어 기능 재활치료 프로그램의 효과 분석 방법 제공
결과물	1차년도	○ 뇌졸중 손평가 장치 개선 및 보완 ○ 측정 소프트웨어 개발 ○ 평형점 이론에 근거한 뇌졸중 환자 손의 계층적 운동제어 장애 분석 결과 ○ 중간보고서 ○ 연차실적·계획서 ○ 논문 1건 (과제 종료 후 2년 이내 게재, SCI-E이상) ※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것). ※ 개발 프로그램의 소스파일, 실행파일을 납품 시에 제출해야 하며, 소스파일별 기능 설명을 최종 보고서에 탑재해야 한다.
	2차년도	○ 평형점 이론에 근거한 재활치료에 따른 뇌졸중 환자 손의 계층적 운동제어 능력 변화 분석 결과 ○ 중간보고서 ○ 최종보고서 ○ 논문 1건 (과제 종료 후 2년 이내 게재, SCI-E이상) ○ 특허 출원 1편 ※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것). ※ 개발 프로그램의 소스파일, 실행파일을 납품 시에 제출해야 하며, 소스파일별 기능 설명을 최종 보고서에 탑재해야 한다.
활용계획		○ 평형점 이론을 이용하여 과거(2013년) 재활로봇중개용역을 통해 개발된 뇌졸중 손평가 장치를 보완하고 활용을 극대화 ○ 운동제어 장애를 단계적으로 분석하고 운동능력과의 관계를 제시할 수 있는 도구로 사용 ○ 단기적으로는 국립재활원 입원 및 외래 뇌졸중 환자를 대상으로 평형점 이론을 이용하여 수지 제어 기능 평가 ○ 장기적으로는 뇌졸중 손평가 장치를 상용화 하여 임상으로 보급

[별첨]

평형점 이론: 생리학적 변수를 중추신경계의 제어 변수로 사용하는 이론인 λ 모델은 근력과 능동운동을 운동시스템의 평형상태(equilibrium state)에 의한 결과로 본다. 이 평형상태는 효과기와 외부환경 사이에서 내력과 외력이 균형을 이루는 평형점 (equilibrium-point)으로 근토크와 관절각의 조합으로 표현되는 2차원 함수이다.

참고문헌: Latash, M. L. (2010). Motor synergies and the equilibrium-point hypothesis. Motor control, 14(3), 294

2017년도 재활로봇중개연구용역 제안요청서[10번]

연구과제명	상지 또는 하지 재활로봇의 임상시험 연구
연구분야	상지/하지	연구형태	중개연구
과제관리자	이정아 연구사	연 락 처	02-901-1915
연구기간	계약일~2017.11.30.	연 구 비	69,000천원
연구목적	상지 또는 하지재활로봇의 상용화를 위한 임상시험 지원
연구 필요성	○ 중추신경계 환자 및 노인성 질환의 상지 및 하지 재활치료를 위해 개발된 재활로봇의 임상적 적용 및 임상효과 규명이 필요 ○ 재활로봇의 임상적 근거 확보를 통한 해외수출 증대 등 국내 첨단 의료기기산업육성 필요 ○ 해외시장 개척을 위하여 국내 개발 제품의 임상적 유효성과 안정성에 관한 해당국가 임상자료 필요 ○ 상지 또는 하지재활로봇의 보급 및 상용화
연구내용 및 방법	○ 상지 또는 하지재활로봇: 접수 일 기준 의료기기 품목허가 또는 의지보조기 판정이 완료된 국내기술의 재활로봇 - 2등급 정형용 운동장치, 3등급 로봇보조 정형용 운동장치, 의지보조기 등 ○ 뇌병변 환자(뇌졸중으로 인한 편마비 환자) 또는 척수손상 환자를 대상으로 상지 또는 하지기능향상과 안전성에 대한 임상연구 수행 ○ 연구방법 - 연구대상자 : 뇌병변 또는 척수손상환자 등 - 피험자수: 30명(실험군 15명/대조군 15명으로 임상시험 완료 기준) 이상 - 연구디자인 : Randomized controlled trial ※ 연구디자인, 중재방법, 훈련시간, 평가도구, 눈가림법 등 연구에 관한 전반적인 내용을 연구계획서에 구체적으로 제안할 것 - 임상연구등록(필수) : clinicaltrials.gov 또는 국립보건연구원(CRIS) - 이상반응 조사 - 상지 또는 하지재활로봇 임상연구 관련 문헌고찰 ※ 연구방법은 국립재활원과 상의 하에 변경 가능 ※ 임상시험에 필요한 경우 로봇의 개선요구사항을 반영해야함 ※ 다기관 임상시험 계획 시 우대함
추진일정	○ 1월: 착수보고 ○ 2월: IRB 심의 통과, clinical trial number획득 또는 CRIS 임상연구 등록 ○ 3월: 연구 디자인 및 대상자 선정, 분기별 회의 ○ 4월~9월: 임상시험 진행 ○ 6월 : 중간보고 ○ 9월 : 분기별 회의 ○ 10~11월: 자료 수집 및 분석 ○ 11월: 연차실적 보고 ※ 분기별로 과제관리자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함. ※ 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 함.
기대효과	○ 재활로봇 보급화 및 재활 프로그램 시스템 구축에 활용 ○ 국산 재활로봇의 해외시장 개척에 필요한 임상시험 자료 제공 ○ 해외 국가 의료기기 인증 및 수출 유도
최종결과물	○ 중간보고서 ○ 최종보고서 ○ 논문 1건 (과제 종료 후 2년 이내 게재, SCI-E이상) ※ Rehabilitation 분야 상위 40%이내의 저널 ○ clinical trial number 또는 CRIS 임상연구 등록번호 ※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것). ※ 본 과제로 수행된 결과물(지식재산권 포함)은 국립재활원에 귀속된다.
활용계획	○ 국내 및 해외기관 재활로봇 보급 확대 기반 마련 ○ 재활 관련 사업의 활성화에 기여할 뿐만 아니라 의료 사회적 취약 대상자들의 보건의료서비스 접근성을 강화

2017년도 재활로봇중개연구용역 제안요청서 (11번)

연구과제명

착용형 외골격 보행로봇 개선 및 상용화

연구분야

하지

연구형태

중개연구

과제관리자

조기훈 연구사

연 락 처

02-901-1975

연구기간

계약일~2018.11.30

연구비

총 액

225,000천원

1차년도

110,000천원

2차년도

115,000천원

연구

목적

총 괄

○ 국산 착용형 외골격 보행로봇의 성능향상 및 의지보조기 판명 또는 의료기기 인허가를 통한 상용화 준비

1차년도

○ 착용형 외골격 보행로봇의 성능향상, 기능개선 및 의지보조기 판명 또는 의료기기 인허가 착수

2차년도

○ 착용형 외골격 보행로봇 의지보조기 판정 또는 의료기기 인허가 획득 및 사용성 평가

연구

필요성

○ 착용형 보행로봇이 치료 및 일상생활보조용으로 활용되기 위해서는 성능향상 및 기능개선, 의지보조기 판명 또는 의료기기 인허가 획득이 필요함

○ 성능향상 및 기능개선 과정에서 장애인 및 전문가의 다양한 의견을 청취하여 반영할 필요가 있음

연구내용

및 방법

1차년도

○ 착용형 외골격 보행로봇 성능향상 및 기능개선 추진계획을 연구계획서에 구체적으로 제안할 것

○ 착용형 외골격 보행로봇 의지보조기 판명 또는 의료기기 인허가 착수

- 의료기기 인허가 컨설팅 진행 필수

- 의지보조기 판정 또는 의료기기 인허가 중 택일하여 관련 추진 계획을 구체적으로 제안할 것(의지보조기 판정의 경우 안전성 관련 시험검사 계획 포함하여 제안)

○ 사용성 평가

- 임상전문가 및 장애인 대상으로 제품개선 전후 실시

○ 평가항목

평가항목	단위	세계최고수준 (보유국, 기업)	현재 국내 최고수준	개발 목표치
보행로봇 속도	km/h	1.2 (이슬라엘, ReWalk)	1.0	1.0이상
보행로봇 중량	kg	27 (이슬라엘, ReWalk)	29	29이하
보행로봇 연속사용시간 (4시간 완충기준)	Hr	3 (이슬라엘, ReWalk)	3	3이상
의지보조기 품목판정 요청 공문 또는 의료기기 인허가 신청서	건	-	-	1
안전성 시험검사 신청서	건	-	-	1

※ 본 과제는 기업체 참여 권장 과제임 (참여기관으로 기업이 참여하는 경우에는 역할 및 산출물을 명확히 기재하여야 함)

2차년도

○ 착용형 외골격 보행로봇 의지보조기 판명 또는 의료기기 인허가 획득

○ 사용성 평가

※ 사용성평가 추진 계획을 연구계획서에 구체적으로 제안할 것

평가항목	단위	세계최고수준 (보유국, 기업)	현재 국내 최고수준	개발 목표치
의지보조기 품목판정 결과 공문 또는 의료기기 품목인증서 또는 의료기기 품목허가증	건	-	-	1
안전성 시험검사 성적서	건	-	-	1
사용성 평가 결과보고서	건	-	-	1

○ 평가항목

※ 본 과제는 기업체 참여 권장 과제임 (참여기관으로 기업이 참여하는 경우에는 역할 및 산출물을 명확히 기재하여야 함)

추진

일정

1차년도

○ 1월: 착수보고

○ 2월: 임상전문가 및 장애인 대상 포커스 그룹 인터뷰 실시

○ 3월: 분기별회의, 착용형 외골격 보행로봇 설계완료 및 의료기기 컨설팅

○ 4~5월: 착용형 외골격 보행로봇 제작

○ 6월: 중간보고

○ 5~8월: 착용형 외골격 보행로봇 성능향상 및 기능개선

○ 8월: 착용형 외골격 보행로봇 의지보조기 판정 또는 의료기기 인허가 착수

○ 9월: 분기별회의

○ 10월: 임상전문가 및 장애인 대상 포커스 그룹 인터뷰

○ 11월: 결과분석 및 연차실적·계획서 작성

○ 12월: 연차실적 보고

※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함

※ 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.

2차년도

○ 1월: 착수보고

○ 2~10월: 의지보조기 판정 완료 또는 의료기기 인허가 획득

○ 3월: 분기별회의

○ 4~9월: 사용성 평가

○ 6월: 중간보고

○ 9월: 분기별회의

○ 11월: 최종보고

※ 추진일정은 의지보조기/의료기기 여부에 따라 변경가능

※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함

※ 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.

기대효과

○ 착용형 외골격 보행로봇으로 장애인의 일상생활 지원

○ 사용성 및 안전성 평가로 국내 보행로봇의 경쟁력 강화와 조기 사업화 기대

○ 보행로봇의 교육훈련 후에 시설과 가정에서 안전하게 운용

결과물

1차년도

○ 성능향상 및 기능개선 된 착용형 외골격 보행로봇 1대 및 사용 매뉴얼

○ 의지보조기 판정 신청 공문서 또는 의료기기 인허가 착수 관련 공문서

○ 스페어자제, 부품목록표, 도면실행파일

○ 보행로봇 제어 소프트웨어 1식

○ 논문 1편 (과제 종료 후 2년 이내, SCI(E)이상)

○ 특허출원 1건

○ 중간보고서

○ 연차실적·계획서

※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것).

2차년도

○ 의지보조기 판정 공문서(전기기계적 안전성 시험 검사 결과서 포함) 또는 의료기기 인허가 관련 증명서(의료기기 1등급 등록 확인증빙서 또는 의료기기품목인증서 또는 의료기기품목허가증)

○ 사용성 평가 결과 보고서 1건

○ 논문 1편 (과제 종료 후 2년 이내, SCI(E)이상)

○ 중간보고서

○ 최종보고서

※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것).

활용계획

○ 착용형 외골격 보행로봇의 제품화 기여

○ 착용형 외골격 보행로봇의 병원, 재활시설 및 가정으로의 보급 및 확산 기여

2017년도 재활로봇중개연구용역 제안요청서 (12번)

연구과제명

상지 다관절의 기계적 임피던스 추정 로봇시스템 개발 및 응용

연구분야

상지

연구형태

중개연구

과제관리자

김호진 연구관

연 락 처

02-901-1905

연구기간

계약일~2018.11.30

연구비

총 액

200,000천원

1차년도

100,000천원

2차년도

100,000천원

연구

목적

총 괄

○ 상지 다관절의 기계적 임피던스(Mechanical impedance) 추정에 관한 원천연구결과를 임상 적용 가능하도록 연결하는 중개 연구 필요

○ 상지 다관절의 기계적 임피던스(Mechanical impedance) 추정에 관한 기기 개발 및 임상적 효과성 검증

1차년도

○ 수월한 임상 적용을 위해  임피던스 추정에 사용되어온 재활/산업용 로봇보다 임상적용가능성이 높은 “상지 다관절의 기계적 임피던스 추정 전용 로봇시스템”의 선행 개발이 필요

○ 임상전문가(재활의학 전문의 등)를 포함한 연구그룹의 기존 생체역학적 연구 체계적 문헌고찰 (경직·강직 측정법 등 포함) 및 기존 상지다관절 기계적 임피던스 측정 장비 검증

- 로봇 시스템의 설계 관련 피드백 및 추정된 임피던스의 임상 적용에 관한 조사 분석

- 햅틱마스터를 이용한 기계적 임피던스 측정 추정 방법 및 기기설계에 대한 검증

○ 기존 재활로봇 대비 작고 사용이 편리하고 상용품에 비해 직접적인 제어시스템 등의 접근이 용이한 로봇 시스템 개발.

○ 등척성(isometric) 힘 생성(force generation) 등 부가적 기능을 가진 실험장비로 사용.

- 상지 근육들의 비정상적 시너지(abnormal synergy) 패턴 파악 등.

2차년도

○ 햅틱마스터(HapticMASTER)를 이용한 상지 다관절 기계적 임피던스 측정 추정치에 대한 검증

○ 경량, 이동가능형 구조 개발로 성능 및 임상적용가능성 향상

- 원터치로 베이스 지지부의 고정 및 탈착 가능

○ 생체역학적 경직⋅강직 등의 측정법에 대해 수행한 체계적 문헌고찰을 바탕으로, 프로토타입에 구현된 시스템 평가 및 피드백

○ 등척성(isometric) 힘 생성(force generation) 등 부가적 기능을 가진 실험장비로 사용.

- 상지 근육들의 비정상적 시너지(abnormal synergy) 패턴 파악 등.

연구

필요성

○ 상지 다관절의 기계적 임피던스 추정의 목표는 상지 다관절의 임피던스 변화에 대한 평가(assessment)제공을 통한 임상진단(경직·강직 등) 보조와 재활훈련의 유효성 제고 등임.

○ 임상진단보조 및 재활훈련 유효성 제고 등을 위해서는 일선 의료기관에 작고 사용이 편리한 추정 시스템의 다수 보급이 필요.

○ 그러나 대부분의 재활로봇시스템은 임피던스 추정에 사용되는 힘과 변위 등에 비해 크고 고가이며 사용이 쉽지 않아 보급 등이 어려움.

○ 따라서 상지 다관절의 임피던스 추정에 적합한 크기의 사용이 쉽고 보급이 가능한 임피던스 추정 로봇시스템 개발이 필요

○ 기존에 생역학적 경직⋅강직 등의 측정법에 대한 다수의 연구가 진행되었으나, 통일되지 않은(heterogenous) 측정법을 적용하여 체계적인 고찰 및 데이터 도출이 필요함.

○ 공학적인 개념에서 출발한 상지 다관절 기계적 임피던스는 의학 분야에는 잘 알려지지 않은 개념/용어로 이에 대한 의미 정리를 통한 다학제간 이해도 향상 도모가 기술개발과 함께 필요.

○ 임상보급 확대를 위해서는 이동형 베이스 등을 이용한 의료기관내 이송수월성 향상, 경량화, 소형화 등이 필요

연구내용

및 방법

1차년도

○ 햅틱마스터를 이용한 상지 다관절 기계적 임피던스 측정 추정 방법 및 기기설계에 대한 검증 및 기존 재활로봇 대비 컴팩트한 상지 다관절 기계적 임피던스 추정 로봇시스템 1차 프로토타입 (베이스 고정형) 개발

- 햅틱마스터를 이용한 상지 다관절 임피던스 추정법에 대한 검증 및 상지 다관절 기계적 임피던스 추정용 로봇시스템 요구 성능치 도출

- 기술검증(Proof of Concept)을 위해 ‘베이스 고정형’으로 설계

- 이동형 베이스 및 경량화 등을 통한 임상적용가능성 등의 향상은 2차 프로토타입 개발(2차년도)을 통해 도모

- 로봇시스템 1차 프로토타입 기구학적 구조 설계

- 로봇시스템 1차 프로토타입 동역학적 구조 설계

⦁ 마찰 등을 고려한 모터 선정

⦁ 링크 등 기구부의 (동)하중 고려한 설계

- 로봇시스템 1차 프로토타입의 제어시스템 및 배선부 설계

※ 로봇 제어시스템 및 제어기법 제시 필수 (접근방식의 타당성 포함)

※ 상기 제어기법의 인체 실험 적용 유 경험 시 가점

- 로봇시스템 1차 프로토타입의 가공 및 조립

- 로봇시스템 1차 프로토타입의 제어성능 테스트

⦁ 가진 가능 주파수 대역 테스트

⦁ 스프링 어레이 임피던스 추정 타당도(Validity) 및 신뢰도(Reliability) 테스트

○ 로봇의 가진 가능한 힘의 주파수 대역 테스트용 셋업 제작

- 로봇의 힘 섭동의 전달 가능 주파수 대역 테스트용

⦁ `16년의 경우 위치 섭동만 테스트 됨

○ 상지와 로봇의 빠른 장·탈착을 위한 연결부 설계 및 제작

- 필요시 빠르고 안전하게 로봇으로부터 분리 가능한 구조

- 복잡하지 않은 연결 (5분정도 소요)

○ 로봇시스템 1차 프로토타입의 비장애인 대상 실험 및 사용성 검증

- 비장애인 대상 상지 다관절 임피던스 추정 가능성 등 테스트

- 임상전문가(재활의학 전문의, 물리치료사 등)의 사용성 등 의견수렴

○ 기존의 생역학적 경직⋅강직 등 측정법에 대한 체계적 문헌고찰 (systematic review) 및 임피던스와 경직간 임상적의미 분석

- 문헌 고찰 결과를 통한 로봇 시스템 설계관련 피드백

- 추정된 임피던스의 임상적용에 관한 조사 분석

- 임상전문가를 위한 공학적 개념인 상지 다관절 기계적 임피던스의 의미 정리를 통한 다학제간 이해도 향상 도모

※ 로봇을 이용한 (장애인) 상지 다관절의 임피던스 추정 수행 유 경험 시 가점 (증빙 필요: 관련 논문 및 특허(출원/등록) 등)

※ 로봇시스템 제작 이후의 임상시험 수행에서 기대 할 수 있는 바에 대하여 논의할 경우 가점 (대상 질환/장애군, 사용할 임상척도, 안전성 고려방안 등 포함 필수)

평가항목	단위	세계최고수준 (보유국, 기업)	현재 국내 최고수준	개발 목표치
자유도	DOF	-	-	3 (상하, 좌우, 앞뒤)
본체 사이즈/사용공간 (손목 고정부 제외)	D×W×H mm	550×1200×1100 (네덜란드,MOOG)	-	400×600×800
본체 무게	Kg	-	-	≤ 60
방향별 최대이동범위	cm	-	-	15
방향별 최대가진력 (상지지지력 제외)	N	-	-	≥ 5
가진 가능 최대주파수	Hz	10 (네덜란드, MOOG)	-	≥ 10

2차년도

○ 생역학적 경직·강직등의 측정법에 대해 수행한 체계적 문헌고찰을 바탕으로, 2차 프로토타입 구현 및 구현된 시스템 평가 및 피드백

○ 임상전문가의 의견이 반영된 상지와 로봇의 빠른 장·탈착을 위한 연결부 검토 및 재설계

- 연결부의 장·탈착의 용이성 향상

- 상지 고정장치의 인체측정학 기반의 다양한 사이즈 제작

- 손쉽게 입고 벗을 수 있는 구조 설계

○ 2차 프로토타입 기반 상지 다관절 임피던스 추정셋업 구축

- 바이오 피드백 등 다른 장비 등과의 연결 및 동기화(synchronization) 방안 확립

○ 비장애인 대상 상지 다관절 임피던스 추정 가능성 등 테스트 및 비장애인의 임피던스 추정

- 비장애인의 상지 다관절 임피던스 추정 실험

- 신뢰도 검사

- 다양한 조건(자세 및 근 수축 정도 등)에서의 실험

- 다수의 정상인 대상으로 나이, 성별 등에 의한 변화 테스트

- 섭동의 크기에 따른 추정 성능의 변화 테스트

○ (포터블) 초음파 기반 상지 주요 근육 (biceps, triceps, brachioradialis, pectoralis major, infraspinatus 등) 성질 측정

- 생리학적 데이터 측정을 통한 장애인과의 비교 기준치(baseline)데이터베이스 확보

- 임피던스 측정자세별 섬유속길이 (Fascicle length), 우모각 (Pennation angle)

- 근육의 지방성위축 (Fatty atrophy) 등

※ 피험자 수 선정에 대한 근거 제시 필요

○ 임상전문가(재활의학 전문의, 물리치료사 등)가 참여하는 사용성 평가 실시 및 상용화를 위한 시험검사 과정 진입

※ 로봇을 이용한 (장애인) 상지 다관절의 임피던스 추정 수행 유 경험 시 가점 (증빙 필요: 관련 논문 및 특허(출원/등록) 등)

※ 로봇시스템 제작 이후의 임상시험 수행에서 기대 할 수 있는 바에 대하여 논의할 경우 가점 (대상 질환/장애군, 사용할 임상척도, 안전성 고려방안 등 포함 필수)

평가항목	단위	세계최고수준 (보유국, 기업)	현재 국내 최고수준	개발 목표치
자유도	DOF	-	-	3 (상하, 좌우, 앞뒤)
본체 사이즈/사용공간 (손목 고정부 제외)	D×W×H mm	550×1200×1100 (네덜란드,MOOG)	-	300×400×800
본체 무게	Kg	-	-	≤ 40
방향별 최대이동범위	cm	-	-	15
방향별 최대가진력 (상지지지력 제외)	N	-	-	≥ 10
가진 가능 최대주파수	Hz	10 (네덜란드, MOOG)	-	≥ 15
사용성평가 (비장애인)	명	-	-	20
추정 자세 종류	자세	-	-	≥ 4

추진

일정

1차년도

○ 1월: 착수보고

○ 2~10월: 기존 장치⋅측정법에 대한 체계적 문헌고찰을 통해 데이터를 구축하고, 이를 통해 1) 로봇 설계관련 피드백 제공, 2)추정된 임피던스의 임상적용에 관한 조사 분석, 3) 임상전문가를 위한 다관절 기계적 임피던스 의미 정리

○ 2월: 로봇시스템 요구 성능치 도출, 임상전문가 의견 1차 수렴 및 수요 조사 (재활의학 전문의, 치료사 등 대상)

○ 3~4월: 로봇시스템 기구학적 구조 설계

○ 3월: 분기별회의

○ 4~5월: 로봇시스템 동역학적 구조 설계 / 로봇 테스트용 셋업 설계

○ 6~7월: 로봇시스템 제어시스템 및 배선 설계 / 로봇 테스트용 셋업 제작 / 상지와 로봇 연결부 설계

○ 6월: 중간보고

○ 8~10월: 로봇 시스템 가공 및 조립 / 상지와 로봇 연결부 제작 / 임상전문가 의견 2차 수렴 (체계적 문헌고찰의 결과 등 포함)

○ 9월: 분기별회의

○ 11월: 로봇시스템 성능 테스트를 통한 문제점 및 개선점 도출,
연차실적·계획서 작성

○ 12월: 연차실적 보고

※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함

※ 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.

2차년도

○ 1월: 재협약 및 착수보고

○ 2~3월: 로봇시스템 1차 프로토타입 기반 상지 다관절의 기계적  임피던스 추정 기기 셋업 구축 및 수정 / 임상 전문가의 on·off-line 자문

○ 3월: 분기별회의

○ 3~7월: 다수의 비장애인 피험자 대상 상지다관절의 임피던스 추정 실험 및 분석 / 임상 전문가의 on·off-line 자문

○ 6월: 중간보고

○ 7~11월: 다수의 비장애인 피험자 대상 상지다관절의 임피던스 추정 실험 및 분석 / 임상 전문가의 on·off-line 자문

○ 9월: 분기별회의

○ 11월: 최종보고

※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함

※ 재협약 이후, 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.

기대효과

○ 상지 다관절의 기계적 임피던스 추정에 적합하고 사용이 용이한 로봇시스템 개발

○ 상지 다관절의 임피던스 추정법 및 로봇시스템 일선 병원 보급 기대

○ 상지 다관절 임피던스 추정 로봇 분야에서 빠른 추종자(fast follower)가 아닌 선도자(first mover)로서 세계시장 선점

결과물

1차년도

○ 체계적 문헌고찰 결과보고서

○ 1차 로봇 시스템 프로토타입 (제어기 및 전원부 포함)

○ 소스코드, 도면, 부품 목록 표

○ 제어기법 및 동작설명

○ 특허출원 1건

○ 논문 1건 (과제 종료 후 2년 이내 게재, SCI-E이상)

○ 중간보고서

○ 최종보고서

※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것).

※ 개발 프로그램의 소스파일, 실행파일을 납품 시에 제출해야 하며, 소스파일별 기능 설명을 최종 보고서에 탑재해야 한다.

2차년도

○ 2차 로봇 시스템 프로토타입 (제어기 및 전원부 포함)

○ 소스코드, 도면, 부품 목록 표

○ 제어기법 및 동작설명

○ 특허출원 1건

○ 논문 1건 (과제 종료 후 2년 이내 게재, SCI-E이상)

○ 중간보고서

○ 최종보고서

※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것).

※ 개발 프로그램의 소스파일, 실행파일을 납품 시에 제출해야 하며, 소스파일별 기능 설명을 최종 보고서에 탑재해야 한다.

활용계획

○ 로봇시스템 성능 및 사양, 사용 편의성 고도화

○ 보급형 시스템으로 대형병원뿐만 아니라 중소형 병원으로의 사용 확대 도모

○ 임상진단 보조로서의 상지 다관절 기계적 임피던스 활용을 위한 기반 확충

* [참고] HapticMASTER 사양

3 DOF programmable haptic interface

admittance control

large workspace

exchangeable end-effectors for different applications

use while sitting down or standing position

can be mounted upside down

controlled devices and software (Matlab 등 사용 가능)

Performance

Peak force	250 [N]	25 [kg], 50 [lbf]
Nominal force	100 [N]	10 [kg], 20 [lbf]
Position resolution	∽ 4-12 [um]
Simulated inertia	2 - ∞ [kg]
Max. velocity	1.6 [m/s]
Max. deceleration	50 [m/s2]	5 [g]
Max. simulated stiffness	50.000 [N/m]	hard surface
Force sensitivity	< 0.01 [N]	1 [gram]

연구과제명

뇌졸중 장애인의 보행재활을 위한 보급형 파워어시스트 보행재활로봇 개발

연구분야

하지

연구형태

중개연구

과제관리자

은선덕 연구관

연 락 처

02)901-1917

연구기간

계약일~2017.11.30

연 구 비

85,000천원

연구목적

○ 신경계 손상으로 인한 보행 장애인의 보행훈련을 위해 국립재활원에서 개발된 파워 어시스트 방식 보급형 보행재활 로봇의 콘셉트 설계를 기반으로 한 하지재활로봇 개발

연구

필요성

○ 보조자의 도움을 최소화하고 장시간의 보행훈련이 가능한 파워 어시스트 기반의 보급형 보행재활로봇 개발 필요

○ 공간 활용도를 고려하여 작은 부피이면서 장애인의 보행의도에 따라 전동모터를 구동할 수 있는 편리한 보행재활 제어시스템 개발 필요

○ 짧은 준비시간과 직관적 사용을 위해 보조자와 사용자의 접근성, 조작성 및 안전성을 높일 수 있는 보행재활로봇 인터페이스 개발 필요

○ 훈련 상황에 대한 시각적 피드백을 통해 운동강도를 설정하고 모니터링하는 시스템 개발 필요

○ 뇌졸중환자의 신체적 특성에 따라 대응이 가능하도록 탈부착 방식의 보조 장비(반장슬제어, 장갑, 하니스, 바인딩 등) 개발 필요

연구내용

및 방법

○ 파워 어시스트 방식 보급형 보행재활 로봇

- 뇌졸중 장애인의 보행운동 시 부족한 보행운동 에너지를 전동모터를 이용하여 어시스트 할 수 있는 구조

- 양쪽 구동부를 연결하는 구동축에 풀리와 타이밍벨트를 이용하여 모터로 부터 구동력을 전달받는 구조

○ 보행 시 발 궤적을 고려한 말단장치 (end-effector) 방식의 보행재활로봇의 인체역학적 링크 기구부 설계 및 제작

○ 보행 시 발 구동력의 보조, 저항 및 정지를 위한 모터/브레이크 기반의 구동부 설계 및 제작

○ 사용자의 보행 속도 및 힘에 따른 모터 보행 보조력의 실시간 제어 알고리즘 개발

○ 사용자의 보행 의도 (시작/정지, 속도, 하지 자세, 발목 토크)를 실시간 측정하기 위한 센서 인터페이스 장치 개발

○ 센서 인터페이스의 측정과 모터 구동(passive mode/active assisted mode 제어)을 위한 전자부 및 조작부 개발

○ 사용성 평가를 통해 개발된 프로토타입의 기능 및 유용성 검증(접근성 향상 및 속도/보폭조절 장치의 사용편의성 개선)

○ 사용성 평가를 바탕으로 개선된 디자인 안의 도출 및 디자인 3요소(실용성, 기능성, 심미성)가 적용된 최종 시제품 제작

○ 사용자가 자신의 보행훈련 모습을 볼 수 있고 훈련 상황을 인지하고 컨트롤할 수 있는 안드로이드 기반의 어플리케이션이 적용된 거울형 디스플레이 시스템 개발

평가항목	단위	세계최고수준 (보유국, 기업)	현재 국내 최고수준	개발 목표치
보행 모드 (passive mode/ active assisted mode)	Type	2	2	2이상
보행최대속도	km/h	2.3 (스위스/G-eo System)	2.3	3
사용자 신장	cm	110 ~ 200 (스위스/G-eo System)	-	150~190
사용자 최대 체중	kg	150 (스위스/G-eo System)	135	100
보행재활로봇 중량	kg	900 (스위스/G-eo System)	900	400이내
보행재활로봇 크기	mm	5500×2500×2800	3900×1540×1950	2000×1200× 2000 이내

※ 향후 의료기기 추진가능성 관련 전문가 자문을 연구초기 시행 할 것

※ 본 과제는 기업체 참여 권장 과제임 (참여기관으로 기업이 참여하는 경우에는 역할 및 산출물을 명확히 기재하여야 함)

추진일정

○ 1월: 착수보고, 사용자/전문가 요구파악

○ 2~3월: 보행재활로봇의 링크 기구부 및 구동부 설계 및 보행 의도 측정을 위한 센서 인터페이스 장치 개발

○ 3월: 분기별 회의

○ 4월: 보행재활로봇의 전자부 및 조종부 설계 및 훈련정보 피드백을 위한 인포-미러 인터페이스 장치 개발

○ 5월: 사용자 보행 의도에 따른 보행 보조력 제어 알고리즘 개발 및 스마트디바이스 제어를 위한 안드로이드 앱 개발

○ 6월: 1차 프로토타입 제작 및 사용성 평가, 중간보고

○ 7~9월: 사용성 평가를 반영한 디자인 및 설계보완

○ 9월: 분기별 회의

○ 10~11월: 디자인 안이 적용된 시제품 제작

○ 11월 : 최종보고

※ 분기별로 과제담당자를 포함하여 국립재활원과 회의를 진행하여야 함

※ 착수·중간·최종 보고를 국립재활원이 지정하는 일자에 맞춰 보고서 제출 및 발표로 수행해야 하며 국립재활원이 수시 보고를 요청할 때에는 그에 응해야 한다.

기대효과

○ 사용자 보행 의도 자동 인지 및 근력 보조가 가능해짐에 따라 사용자와 보조자의 물리적 부담을 최소화

○ 상용화가 가능한 보급형 보행재활로봇 개발을 통해 지역사회 재활복지관, 의·병원, 가정 등에 보급 가능

○ 재활로봇 관련 사업의 활성화에 기여할 뿐만 아니라 의료·사회적 취약 대상자들의 보건의료서비스 접근성 강화

최종결과물

○ 보행재활로봇 시제품 1대 및 제품 매뉴얼 1부

○ 관련 도면 및 부품목록표 (Bill of Materials) 1부

○ 관련 소스코드파일, 프로젝트파일, 실행파일

○ 제어기법 및 동작설명/사용성평가 및 시험데이터

○ 특허출원 1건 이상

○ 중간보고서

○ 최종보고서

※ 상기에 기술된 최종 결과물은 만족되어야 할 기본사항으로 항목 및 수량을 추가 할 수 있다 (계획서 작성시 그대로 복사하지 말고 실현 가능성을 고려하여 계획서의 “7. 계량적인 예상 연구성과 기타부분”에 구체적으로 기재할 것).

※ 개발 프로그램의 소스파일, 실행파일을 납품 시에 제출해야 하며, 소스파일별 기능 설명을 최종 보고서에 탑재해야 한다.

활용계획

○ 보급형 보행 재활 로봇 시스템으로 대형병원뿐만 아니라 중소형 병원 및 가정용으로도 확대 도모

○ 시제품 개발을 통해 재활보조로봇 산업기술 상용화에 기여

○ 추후 근력 훈련을 위한 헬스 케어 시스템으로도 확대 가능

2017년도 재활로봇중개연구용역 제안요청서[13번]

【첨부 3】선정평가 기준

Ⅰ. 주관기관 선정평가(서면)

◆ 평가 등급별 점수: 매우우수: 1.0점, 우수: 0.8점, 보통: 0.6점, 미흡: 0.4점, 불량: 0.2점

◆ 표기방법은 해당란에 ∨표로 하되 정정 시에는 반드시 날인하여야 함.

◆ 평점 계산: 평가항목의 배점 × 평가등급별 점수

◆ 각 평가항목의 점수와 총 평가점수가 상이할 경우, 각 평가항목의 점수를 우선시 함.

평가요소	평가지표	평가항목	배점	등급
				매우우수	우수	보통	미흡	불량
연구계획 우수성	목표 및 필요성에 대한 이해도	연구의 필요성과 목적을 잘 이해하고 있는가?	10	10	8	6	4	2
		연구계획서는 RFP에 잘 부합되었는가?	10	10	8	6	4	2
	내용 타당성	연구범위 및 내용은 구체적으로 제시되었는가?	10	10	8	6	4	2
		연구추진전략 및 체계는 명확하게 정립되었는가?	10	10	8	6	4	2
연구수행 타당성	주관기관의 적합성	연구책임자 및 참여연구진의 전문능력이 잘 갖추어져 있는가?	10	10	8	6	4	2
		연구를 수행할 수 있는 시설․장비가 확보되었는가?	5	5	4	3	2	1
	연구개발비 편성 적절성	용역연구개발비규모 및 비목별 예산편성은 잘 계획되었는가?	10	10	8	6	4	2
	수행일정 타당성	연구수행 일정이 적절하게 계획되었는가?	5	5	4	3	2	1
연구성과 활용성	결과실현 가능성	목적하는 연구결과를 도출할 가능성이 높은가?	10	10	8	6	4	2
	연구성과 활용정도	연구성과가 재활연구에 기여할 가능성은 높은가?(논문게재 및 특허출원 등)	10	10	8	6	4	2
		연구결과가 장애인 삶의 질의 향상에 기여가 예상되는가?	10	10	8	6	4	2
평 가 점 수

Ⅰ-1. 주관기관 종합평가

종   합   평   가   의   견

* 연구계획의 우수성, 연구수행의 타당성 및 연구성과 활용성에 대한 평가의견 기재

* 선정 시 수정‧보완/재검토 및 탈락 시 그 이유에 관한 평가의견을 종합적으로 기재

Ⅰ-2. 용역연구개발비에 대한 평가

용역연구개발비에 대한 종합의견	평가자 제시 적정 용역연구개발비	(천원) ※ 신청 용역연구개발비와 상이한 경우에만 기재
	사 유
비목별 의견	비 목	검토의견
	인 건 비	□적정 □조정필요
	여 비	□적정 □조정필요
	유인물비	□적정 □조정필요
	전산처리비	□적정 □조정필요
	연구재료비	□적정 □조정필요
	회의비	□적정 □조정필요
	임차료	□적정 □조정필요
	교통통신비	□적정 □조정필요
	위탁정산수수료	□적정 □조정필요
	일반관리비	□적정 □조정필요

Ⅱ. 주관기관 선정평가(대면)

◆ 평가 등급별 점수: 매우우수: 1.0점, 우수: 0.8점, 보통: 0.6점, 미흡: 0.4점, 불량: 0.2점

◆ 표기방법은 해당란에 ∨표로 하되 정정 시에는 반드시 날인하여야 함.

◆ 평점 계산: 평가항목의 배점 × 평가등급별 점수

◆ 각 평가항목의 점수와 총 평가점수가 상이할 경우, 각 평가항목의 점수를 우선시 함.

평가요소	평가지표	평가항목	배점	등급
				매우우수	우수	보통	미흡	불량
연구계획 우수성	목표 및 필요성에 대한 이해도	연구의 필요성과 목적을 잘 이해하고 있는가?	10	10	8	6	4	2
		연구계획서는 RFP에 잘 부합되었는가?	10	10	8	6	4	2
	내용 타당성	연구범위 및 내용은 구체적으로 제시되었는가?	10	10	8	6	4	2
		연구추진전략 및 체계는 명확하게 정립되었는가?	10	10	8	6	4	2
연구수행 타당성	주관기관의 적합성	연구책임자 및 연구팀의 연구수행능력이 잘 갖추어져 있는가?	10	10	8	6	4	2
		주관기관의 시설․장비가 확보되었는가?	10	10	8	6	4	2
	연구개발비 편성 적절성	용역연구개발비규모 및 비목별 예산편성은 잘 계획되었는가?	5	5	4	3	2	1
	수행일정 타당성	연구수행 일정이 적절하게 계획되었는가?	5	5	4	3	2	1
연구성과 활용성	결과실현 가능성	목적하는 연구결과를 도출할 가능성이 높은가?	10	10	8	6	4	2
	연구성과 활용정도	연구성과가 재활연구에 기여할 가능성은 높은가?(논문게재 및 특허출원 등)	10	10	8	6	4	2
발표능력		구두발표의 정보전달능력	5	5	4	3	2	1
		질문에 대한 답변의 적절성 및 명확성	5	5	4	3	2	1
평 가 점 수

Ⅱ-1. 연구개발과제 종합평가

종   합   평   가   의   견

* 연구계획의 우수성, 연구수행의 타당성 및 연구성과 활용성에 대한 평가의견 기재

* 선정시 수정‧보완/재검토 및 탈락시 그 이유에 관한 평가의견을 종합적으로 기재

※ 서면평가 및 대면평가는 필요시 동시에 이루어질 수도 있음.