비만이 사회적 문제로 대두되면서 운동에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 스마트 기기를 활용한 효과적인 운동 모니터링 및 관리를 위한 애플리케이션이 많이 개발되고 있다. 이러한 애플리케이션들은 운동 모니터링 및 운동 효과에 따른 칼로리 소모량 산출 기능을 제공하고 있으나, 운동시 실내와 실외를 구분하지 않는다. 그러나 실내와 실외 운동에 따른 칼로리 소모량은 다르게 산출되므로, 그 정확도가 떨어진다. 논문에서는 실내와 실외 운동으로 구분하고, 또한 Polar H7의 맥박 센서를 스마트폰에 연동하여 운동효과에 따른 칼로리 소모량을 정확하게 산출하여 보여주는 운동 모니터링 애플리케이션을 개발한다.
기존의 운동량 측정방법들은 가속도 센서나 GPS, 심장박동, 체온측정 등의 정보를 이용하였으나, 각기 측정방식 및 측정환경 등의 제한으로 인해 정확한 신체활동 측정 및 분석에 어려움이 있었다. 이러한 단점을 극복하기 위해 본 논문에서는, 운동 시 발생하는 생체전기신호를 이용하여 유산소운동은 물론 기존에 측정이 어려웠던 근력운동에 대한 분석도 가능한 시스템을 개발하였다. 운동을 분석하기 위해 두개의 전극이 부착된 허리벨트를 착용해 운동 중 복부에서 발생하는 생체전기신호를 기록했고, 측정된 생체전기신호는 각각 상체 움직임 및 근육활동을 대표할 수 있는 주파수 대역으로 분리한 후, 분리된 각 신호의 파워 값과 차분의 파워 값, 그리고 중간주파수 값들을 운동형태 구분을 위한 특징값으로 추출하였다. 일원분산분석과 다중비교 분석의 통계적 검증을 통하여 추출된 특징값들의 유의성을 검증하였고, 또한 SVM분류기를 이용하여 운동의 형태를 구분하였다. 여섯 가지의 세부운동들을 분류하기 위해 두 가지의 분류방법을 적용하였고, 그 결과 유산소운동과 근력운동으로 분류 시 100%, 유산소운동과 근력운동 및 복합운동으로 분류한 경우 92.7%의 구분율을 보이며 운동형태의 분류가 가능하였다. 또한 유산소운동 및 근력운동의 양을 각각 수치화하여 표현 가능하다. 본 시스템은 기존의 유산소운동 기반의 운동량 측정방식대비 추가적으로 근력운동의 분석이 가능해짐에 따라 보다 다양한 활동에 대해서도 분석이 가능하다.
물체의 운동을 측정하기 위하여 관성 센서(inertial sensor)에 대한 배경 지식이 없는 사용자가 가속도계(accelerometer)를 사용하고자 할 경우 센서의 이름이 주는 혼동에 의하여 물체의 운동 가속도(acceleration)를 쉽게 얻어낼 수 있으리라 기대하게 된다. 반면, 가속도계가 실제 측정하여 주는 값은 비력 가속도(acceleration due to specific force)에 해당되므로 적절한 처리를 부가하지 않으면 기대한 바와 같이 물체의 운동 가속도를 얻을 수 없다. 가속도계의 측정값으로부터 운동 가속도를 추출하기 위해서는 중력장 가속도 (gravitational acceleration), 중력 가속도 (acceleration due to gravity), 비력 가속도, 그리고 운동 가속도 사이의 관계를 명확하게 구분 이해할 필요가 있다. 본 고에서는 앞선 고들에서 다룬(막대) 벡터, 좌표값, 좌표계, 좌표변환행렬, 그리고 코리올리 효과 등의 개념을 확장하여 다양한 개념의 가속도들을 구분 설명하였다.
부분구조합성법의 하나인 구분모드합성법을 이용하여, 비선형 진동해석을 행하는 새로운 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 비선형 운동방정식에 섭동법을 이용하여 미소변동량에 관하여 정리한 각 차수의 운동방정식에 구분모드합성법을 적용하였다. 여기서 1차의 운동방정식의 외력항은 0차의 변위로 표현하는 것에 의해 각차의 운동방정식을 풀었다. 또한, 제안한 방법을 이용하여 문형구조모델의 비선형 강제진동 시각역응답을 구하고, 그 계산결과에 관해서 검토했다. 그 결과, 본 해석방법을 특히 감쇠가 없는 경우에 있어서 비선형이 실현되고 있는 것이 확인되었다.
미만성 축삭손상(diffuse axonal injury)은 외상성 뇌손상의 일반적인 형태이며, 인지 장애의 주요 원인으로 생각되어 진다. 흔들린 아기 증후군(shaken baby syndrome)과 같이 뇌에 전단력이 심하게 가해졌을 때도 신체 장애 뿐만 아니라 인지 장애가 특징적으로 나타난다. 신체 활동은 건강 증진과 더불어 기억 및 학습과 관련된 해마의 기능 향상에도 영향을 미친다. 본 연구의 목적은 흰쥐를 대상으로 미만성 축삭 손상을 일으킨 후 반복적인 운동 훈련을 통해 운동 수행력을 관찰하고 해마에서 GAP-43의 발현을 통해 축삭 재생의 변화를 관찰하는 것이었다. 실험동물은 운동 훈련을 적용시키는 실험군과 대조군으로 구분하였고, 각각의 군을 다시 1일, 7일 및 14일군으로 구분하였다. 그 결과, 운동 훈련을 적용시킨 실험군이 대조군보다 운동 수행력의 향상이 더 유의했으며, 해마에서 GAP-43의 발현도 같은 양상을 나타냈다. 이러한 차이는 7일군과 14일군보다 1일군과 7일군 사이에 더 크게 나타났다. 그러므로 미만성 축삭손상 후 운동 훈련은 운동 수행력의 향상에 영향을 미치며, 인지와 관련된 해마의 구조적 변화도 야기 시키는 것으로 생각된다.
컴퓨터를 이용하여 MEDLINE, AMED, CINAHL과 Cochrane Libra를 검색하여 요통환자를 위한 다양한 형태의 운동치료 효과에 대해서 발표된 연구 보고서 중 1991년부터 2001년 사이에 영문으로 출판된 보고서를 중심으로 본 연구에 합당한 주제를 충족시키는 연구 보고서 40편을 선택하였다. 수집된 자료를 통하여 요통 관리의 운동치료 효과에 대하여 연구하였으며 일반적인 요통환자들만을 대상으로 급성, 아급성, 만성단계로 구분하였다. 실험논문은 수정된 rating system을 이용하여 논문의 질 수준과 연구결과를 측정하였으며 고찰 논문과 관찰 연구는 grading system을 사용하여 주요 연구 결과를 측정하였다. 본 연구의 결과는 운동치료가 통증감소와 기능 향상에 효과적임이 증명되었고, 총괄적으로 타당도를 지지하는 정도는 중등도에 해당되었다. 연구보고서들을 scale system을 통해서 세부적으로 분석했을 때, 상급의 연구 방법론적 질을 충족시켰다. 결과에 따르면 급성, 아급성과 만성요통에 대한 운동치료가 효과적이었다라는 확실한 증거를 나타냈다. 본 연구의 결론은 요통환자에 대한 운동치료는 효과적으로 입증되었으며, 특별히 만성요통환자의 경우에 더욱 더 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 결론을 더욱 지지하기 위해서는 더 많은 고질의 연구 논문들이 이루어져야 할 것이다.
비선형 동역학계의 불규칙한 운동은 그 계가 가지는 고유한 특성에 의해 생기는 현상으로써 때로는 예측할 수 없는 큰 운동이 발생한다. 해상 운행중인 선박의 경우 이러한 예측치 못한 큰 운동으로 인해 전복이 일어나기도 하므로, 비선형 선박 안전성 확보라는 관점에서 중요하게 다루어져야 한다. 본 연구에서는, 첫째로 임의의 구간 안에 있는 모든 초기 조건에 대해 선박 운동의 안정성을 파악하여 안정과 불안정으로 영역 구분을 시켜 주는 흡인 영역(basins of attraction)을 외력변화에 따라 그려 봄으로써 선박 운동에 대한 안정 영역의 정성적인 변화 과정을 파악하고자 하였다. 둘째로 전복이 일어나지 않는 안정 영역상을 초기 조건으로 한 선박 운동이 최종적으로 어떤 운동이 되는지 알아 보았다. 마지막으로 외력 변화에 따른 비선형 선박 운동 중 혼돈적 현상이 일어나는 운동에 대해서는 이를 상세히 분석하고자 과도상태가 지난 운동의 주기적 변화를 외력 변화에 따라 살펴보는 분기도(bifurcation diagram)를 이용하여 연구해 보았다.
활주운동은 편모의 작용없이 고체의 표면을 미끄러지듯이 이동하는 박테리아의 운동방식으로 분류학상 다양한 종의 박테리아에서 발견된다. 지금까지 밝혀진 바에 의하면 활주 운동은 type IV pili(Tfp)를 필요로 하는 경우와 이를 필요로 하지 않는 두 가지로 크게 구분될 수 있는데, Tfp를 필요로 하는 경우에는 T룰의 확장과 수축에 의해 이루어지는 twitching motility와 운동기작이 흡사할 것으로 추정된다 Tfp를 필요로 하지 않는 활주운동에 대해서는 여러 다양한 모델이 제시되었는데, 이중 한 모델은 활주박테리아가 점액을 분출함으로서 추진력을 얻어 앞으로 진행한다는 설명이며, 다른 모델들은 외벽에 세포 전체를 감싸는 운동기구가 존재한다는 것이다. 이와 같이 활주운동은 일반적으로 잘 알려진 편모에 의한 운동과는 전혀 다른 운동방식에 의해 이루어지는데, 그 작용 기작이 매우 흥미로운 반면에 많은 부분들이 풀어야 될 숙제로 남아있어 앞으로의 연구결과들이 기대된다.
인공지능 기술의 발달과 함께, 4차 산업 혁명에 관한 사회적 논의가 이슈화됨에 따라 교육 학계도 변화의 목소리를 높이고 있다. 지식기반 사회에서 컴퓨터 활용 역량이 강조되면서, 코딩/소프트웨어 교육 등 테크놀로지 기반 교수학습이 교과목과 관계없이 주목받고 있다. 최근에는 오픈소스를 만드는 사람들에 대한 긍정적 인식이 생겨나면서부터, 그들을 메이커라 지칭하고 메이커를 양성하기 위한 운동이 확산되기 시작하였다. 학계에서도 이 운동을 수용하려고 시도하였으나, 관련 연구에서는 기존 테크놀로지 기반 교수학습과 구분되는 특성을 명백하게 보여주지 못했다. 본 연구는 메이커 교육의 시론적 연구로서, 이재호와 장준형(2017)이 제안한 메이킹 역량을 중심으로 이를 키워줄 수 있는 피지컬 컴퓨팅 교구를 조사하였고, 동시에 활용 가능성을 제안하였다. 초기에 제안된 교구의 활용방안은 현장 교사 3인의 전문가 검토를 받았으며, 그들이 제공한 조언을 참고하여 수정하였다. 보완된 활용방안은 메이킹 역량을 구성하는 분석역량, 설계역량, 구현역량으로 구분하여 제시하였다. 이를 통해 메이커 교육의 이론적 발전과 확산에 기여하고자 하였다.
본 연구는 운동유형별 운동 전후 뇌졸중 환자의 보행시 하지근육 활성도의 차이를 비교 분석하여 임상에서 기능적 수행능력의 개선을 위한 효과적인 근력강화 방법을 제시하는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 운동치료군, 탄성밴드군 및 신장반사군으로 구분하여 각각 7명씩 총 21명을 대상으로 하였고, 운동프로그램은 8주 동안 주 5회 실시하였다. 1차 단하지 지지기에서 장요근 및 대퇴이두근의 %MVIC는 신장반사군이 운동치료군과 탄성밴드군보다 높은 수준을 보였고, 반면 전경골근의 %MVIC는 탄성밴드군이 운동치료군보다 낮은 수준을 보였다. 2차 양하지 지지기에서 장요근의 %MVIC는 신장반사군이 운동치료군과 탄성밴드군보다 높은 수준을 보였고, 반면 내측 비복근의 %MVIC는 신장반사군이 운동치료군보다 낮은 수준을 보였다. 결론적으로 신장반사 운동은 운동치료와 탄성밴드를 이용한 근력강화 운동 보다 고관절의 안정성 및 하지 분절의 운동성을 제공하는 주요 근육의 활성도에 효과적인 영향을 미침으로써 임상에서 근 약화로 인한 운동 기능이 제한된 편마비 환자에게 실용적으로 접근할 수 있는 운동방법이라고 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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