[16] 기립형 의자
- 윤태웅
- 인천대학교
- 작품구분일반형
- 공개여부비공개
- 카테고리전자, 전기, 기계, 의료, 생활
- 등록일2021-09-09
- 팀원(공동개발자)김창준(메카트로닉스공학과), 김태호(전기공학과), 명정우(메카트로닉스공학과), 이예지(전자공학과), 이준식(전기공학과)
- 출품 경진대회제17회(2021년) 인천대학교 창의적 종합설계 경진대회
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상세설명
1. 수행배경
1) 국내 의료보조기기의 시장 규모 및 건강 관련 소비시장 증대
식품의약품안전처에 따르면 국내 헬스케어 시장은 2018년 약 410억원, 2019년 약 554억원이며,
세계시장과 비슷한 연평균 성장률 44.60%로 오는 2023년에는 약 2465억원을 기록할 전망이다.
2) 고령화 시대
통계청 자료에 따르면 2020년 65세 이상 고령인구는 우리나라 인구의 15.7%로,
향후에도 계속 증가하여 2025년에는 20.3%에 이르러 우리나라가 초고령사회로 진입할 것으로 전망된다.
3) 퇴행성 관절염 환자의 증가
건강보험심사평가원의 통계 자료에 따르면, 2017년 3,763,950명이었던 환자 수는 2018년에는 3,874,622명
으로, 2019년에는 4,042,159명으로 증가했다. 그 중, 60세 이상의 노인 환자 수가 2019년 689,937명으로
70% 이상을 차지한다. 또한 젊은 사람들에게도 발병률이 높아지고 있다.
나이가 들면서 관절이 약해진다. 이는 모든 사람이 겪는 문제이다.
의자에서 일어설 때 무릎 관절이 약한 사람들은 주변 사물을 잡으면서 힘겹게 일어서는 것을 쉽게 볼 수 있다.
무릎을 짚어 올라오면 관절에 더욱 무리가 생기고 관절 상태가 악화되며, 주변에 물체에 기댈 수 없다면 앉았다가
일어날 때마다 악순환의 반복이 일어난다. 이러한 문제점 및 시장 추세를 고려해 기립 및 착석할 때 의자 높이가
조절되면서 무릎에 가해지는 하중을 줄이며 의자 등받이의 각도가 조절되어서 허리의 부담을 줄일 수 있는
기립형 의자를 고안했다.
2. 수행기간
3. 개발작품 설명
1) 외형
주어진 예산에 맞추어 목재로 의자의 틀을 만들고 가동 부분에는 모두 경첩을 이용하여 부드럽게 작동할 수 있게 함.
2) 모터 역할
의자의 좌판 부분은 리니어 모터 2개를 이용하여 아래에서 위로 밀어주어 기립을 도와주는 목적으로 사용,
의자의 등받이 부분에 고출력 SURVO 모터를 이용하여 등받이를 조절할 수 있게 구성함
3) 모터 제어 - 물리적 조작
모터 제어의 물리적 조작은 Arduino uno를 사용하여 두 개의 버튼 1개의 Analog Potentiometer를 사용하여 구
성함. 하나의 버튼은 의자의 손잡이 부분에 위치하고, 다른 하나의 버튼은 감압 센서의 역할을 수행하므로 의자의
좌판에 위치함. 이미 기립 상태로 올라와 있는 의자의 좌판에 기대게 되면 좌판의 버튼이 눌리며 모터가 작동하여
천천히 착석이 가능하고, 앉아있는 상태에서 손잡이의 버튼을 누르면 동시에 두 개의 버튼이 눌려 다시 모터가 의자
를 밀어주어 기립할 수 있게 된다. Potentiometer는 아날로그 입력 값을 받아서 그 수치를 계산하여 의자의 등받이
부분을 수동으로 작동할 수 있게 한다.
4) 모터 제어 - 통신 조작
MIT APP Inventor를 이용하여 스택 형식으로 논리를 구성하여 자체적으로 음성 인식을 통한 의자 제어 가능 어플
을 제작함. 음성 인식 시작 버튼을 누르고 “올려 줘”, 또는 “의자 올려 줘”라고 말하면 모터가 기립을 도와주고
“내려줘”, 또는 “의자 내려 줘” 라고 하면 모터가 착석을 도와준다. 이 방식은 추후 스마트폰 기본 음성 도움 AI에
연계하면 더욱 효율적으로 이용될 여지가 있으므로 신체가 불편하거나 장애가 있는 사람들에게 큰 도움이 될 것이다.
4. 활용방안
앞서 저희가 만든 기립형 의자는 환자의 운동하중, 자동화 시스템을 통하여 실시간으로 조작하는 의료기기 입니다.
- 노인복지센터와 요양원 등에서 기립형 의자를 편리하고 자유롭게 사용하여 노인분들의 쾌적한 생활을
촉진 시켜준다.
- 향후 장애인복지사업 및 복지정책에 활용이 가능하다.
- 자동화 시스템을 사용하여 퇴행성 관절염을 앓고 있는 환자들에게 보다 나은 삶을 제공할 수 있다.
소개 영상
소개 슬라이드
기립형 의자 from ssuser4dd363
김승환 (강원대학교) 2021-09-09 19:18:05
사회적 약자에게 도움을 줄 수 있다는 점에서 획기적인 기획이라 생각합니다 음성인식 기능까지 도입하여 훨씬 편리하겠군요. 만드신 팀원분들 모두 고생하셨습니다
안지영 (인천대학교) 2021-09-09 15:11:59
의자에 앉고 일어설 때마다 무릎에서 소리가 나고 통증을 느꼈는데 일상생활에 도움이 되는 좋은 작품이네요. 수고하셨습니다.
조현욱 (인하대학교) 2021-09-09 13:20:36
애플리케이션의 음성인식 기능을 활용해 손쉽게 의자를 제어할 수 있어 편리하고, 다른 의자들과는 차별성이 있네요.