손가락 크기에 따라 세 가지 규격의 광섬유 브래그 격자(FBG) 착용형 다관절 손가락 보호대를 설계하였으며, 이 보호대는 FBG에 대한 온도 영향을 차단할 수 있다. 고정 결합력과 크리프 저항성이 우수하다. 다관절 손가락 운동 모델을 구축하였으며; 세 가지 보호대를 손가락 모델과 자원자 1, 자원자 2의 손가락에 착용하여 관절 운동 각도 보정 실험을 수행하였다; 관성 측정 장치(IMU) 센서와 광섬유 격자 센서 유닛을 사용하여 집게손가락, 중지, 약지의 각속도 모니터링 비교 실험을 실시하였다; 보호대를 이용해 세 가지 다른 제스처를 모니터링하고 역전파(BP) 신경망과 결합하여 예측 분석을 수행하였다. 모델의 집게손가락 민감도는 이론 분석과 비교할 때 오차가 7.7% 미만이었다. 손가락 모델의 해당 관절 ‘정행程’과 ‘역행程’의 평균 민감도는 5.3 pm/° 이상이고, 두 명의 자원자의 해당 관절 ‘정행程’과 ‘역행程’ 평균 민감도는 3.8 pm/° 이상이었다. 보정 실험은 이 보호대가 손가락의 다양한 관절 운동 민감도를 정확히 모니터링할 수 있으며 다양한 인구에 적용 가능함을 보여주었고, 보호대 장치는 인체 온도의 영향을 차단할 수 있다. Bland-Altman 분석법으로 비교 실험 모니터링 데이터를 분석한 결과 두 결과물은 일치함을 얻었으며, 광섬유 격자 센서 유닛이 집게손가락, 중지, 약지의 운동을 효과적으로 모니터링할 수 있음을 증명하였다. 보호대를 이용한 제스처 모니터링 및 BP 신경망을 이용한 두 명 자원자의 예측 분석에서 평균 제곱 오차는 각각 0.00004와 0.000002로 나타났다. 종합한 실험 연구 결과 FBG 다관절 손가락 보호대는 손가락 각 관절의 운동 각도 민감도와 운동 상태를 정확히 모니터링할 수 있으며, BP 신경망으로 예측이 가능하다.

광섬유 브래그 격자;착용형 다관절 손가락 보호대;관절 운동 민감도;제스처 모니터링