K2MUSE: 다양한 조건에서의 인간 하지 다중 모달 데이터셋 - 재활 로봇의 미래를 위한 발걸음

중국과학원 자동화연구소 연구팀이 발표한 K2MUSE 데이터셋은 다양한 조건에서 수집된 하지 운동 다중 모달 데이터를 제공, 재활 로봇 제어 및 생체역학 분석에 새로운 가능성을 제시합니다. 오픈 액세스를 통해 전 세계 연구자들에게 공개되어 재활 로봇 기술 발전에 크게 기여할 것으로 예상됩니다.

K2MUSE: 재활 로봇 연구의 혁신적인 도약

재활 로봇의 자연스러운 상호 작용과 제어 성능은 인간의 다양한 보행 활동에서 얻어지는 생체역학적 정보와 밀접한 관련이 있습니다. 하지만 현재의 하지 운동 데이터셋은 데이터 기반 접근 방식에 필요한 다중 모달 데이터와 대규모 보행 샘플을 제공하기에 부족하며, 실제 응용에서의 측정 간섭 효과 또한 간과하고 있습니다.

이러한 한계를 극복하기 위해, 중국과학원 자동화연구소 연구팀은 K2MUSE 데이터셋을 발표했습니다. K2MUSE는 운동학, 역학, 진폭 모드 초음파(AUS), 표면 근전도(sEMG) 측정값을 포함한 포괄적인 다중 모달 데이터를 제공합니다. 30명의 건강한 참가자를 대상으로 경사도(0˚, ±5˚, ±10˚), 속도(0.5m/s, 1.0m/s, 1.5m/s), 근피로, 전극 이동, 일간 차이 등 다양한 비이상적인 측정 조건에서 하지 다중 모달 데이터를 수집했습니다.

Vicon 동작 캡처 시스템과 힘판이 내장된 계측 트레드밀을 통해 운동학 및 지면 반력 데이터를 수집하고, 양측 하지 13개 근육에 대한 sEMG 및 AUS 데이터를 동시에 기록했습니다. 이는 재활 로봇 제어 프레임워크 설계 및 하지 운동의 생체역학적 분석에 새로운 자원을 제공합니다.

K2MUSE 데이터셋의 주요 특징:

• 다중 모달 데이터: 운동학, 역학, AUS, sEMG 데이터 통합
• 다양한 조건: 경사도, 속도, 근피로, 전극 이동, 일간 차이 고려
• 대규모 데이터: 30명의 건강한 참가자 데이터 포함
• 오픈 액세스: https://k2muse.github.io/ 에서 데이터셋 접근 가능

미래를 위한 발걸음: K2MUSE 데이터셋은 재활 로봇 연구에 새로운 장을 열었습니다. 실제 환경과 유사한 조건에서 수집된 풍부한 데이터는 더욱 정교하고 효과적인 재활 로봇 제어 알고리즘 개발을 가능하게 하고, 하지 운동의 생체역학적 이해를 심화시켜 개인 맞춤형 재활 치료를 위한 기반을 마련할 것입니다. 이를 통해 더 많은 사람들이 효과적인 재활 치료를 받고 건강한 삶을 누릴 수 있도록 기여할 것으로 기대됩니다.

연구진: Jiwei Li, Bi Zhang, Xiaowei Tan, Wanxin Chen, Zhaoyuan Liu, Juanjuan Zhang, Weiguang Huo, Jian Huang, Lianqing Liu, Xingang Zhao