Research and Clinical Achievements

Author: Junhyeong Kwon, Donghyun Lee, Hyunsu Choi, Wonhee Lee, Junyoung Moon, Giuk Lee

Corresponding author: Giuk Lee

Journal: IEEE Transactions on Biomedical Engineering

Published date: 2026.08
Link: https://ieeexplore.ieee.org/document/11664302

DOI: 10.1109/TBME.2026.3726470

 본 연구는 한쪽 다리에 착용하는 소프트 엑소슈트로 고관절과 발목을 함께 보조하면, 발목이나 고관절만 보조할 때보다 족하수와 비슷한 보행에서 유각기(발을 들어 앞으로 옮기는 구간) 움직임을 더 폭넓게 바꿀 수 있는지 확인하기 위해 진행되었습니다. 건강한 성인 남성 10명이 발등에 2 kg 무게를 달아 족하수 상황을 모사한 채 4.0 km/h로 트레드밀을 걸었고, 보조 없음, 고관절만, 발목만, 고관절·발목 함께 보조하는 네 조건을 비교했습니다. 실험 장치는 H-Medi 플랫폼을 바탕으로 만든 케이블 구동 엑소슈트였습니다.

 연구 결과, 보조하지 않은 보행에 비해 발목 보조와 함께 보조 모두 유각기 중반의 최대 발끝 높이와 최소 발끝 간격을 유의하게 높였고, 두 조건 모두 고관절만 보조한 조건보다 최소 발끝 간격이 컸습니다. 함께 보조한 조건에서는 초기 접지 때 발의 접지 각도도 유의하게 커졌습니다. 함께 보조가 발목 보조보다 발끝 간격이나 접지 각도를 더 늘리지는 않았지만, 유각기 후반의 고관절과 발목 움직임을 함께 바꾼 것은 이 조건뿐이었고 무릎 움직임은 어떤 조건에서도 변하지 않았습니다. 연구진은 다관절 보조의 고유한 기여가 최대 발끝 간격을 더 늘리는 데 있기보다 근위(고관절)와 원위(발목)를 동시에 조절하는 데 있다고 결론 내렸으며, 임상 적용 가능성은 추가로 확인해야 한다고 밝혔습니다.

This study evaluated whether coordinated multi-joint assistance within a single-limb soft exosuit produces broader swing-phase kinematic modulation than isolated ankle or hip assistance under a foot-drop-like perturbation. Ten healthy male adults walked on a treadmill at 4.0 km/h with a 2-kg mass on the dorsum of the foot, under four conditions: no assistance, hip-only, ankle-only, and combined hip-ankle assistance delivered by a unilateral cable-driven exosuit built on the H-Medi platform.

Compared with unassisted walking, both ankle-only and combined assistance significantly increased maximum toe height and minimum toe clearance during mid-swing, and both exceeded hip-only assistance in minimum toe clearance. Combined assistance also increased the foot contact angle at initial contact. It did not further increase toe clearance or contact angle over ankle-only assistance, but it uniquely altered both hip and ankle kinematics in late swing, while knee kinematics were unaffected by any condition. The findings provide biomechanical evidence supporting multi-joint soft exosuit strategies for foot clearance, while clinical translation remains to be established.

Funding information: 

Chung-Ang University Research Scholarship Grants in 2025

Industrial Strategic Technology Development Program funded by the Ministry of Trade, Industry & Energy (MOTIE, Korea)

• Grant No. 20007058

National Research Foundation of Korea (NRF) grant funded by the Korea government (MSIT)

• Grant No. RS-2025-00555545