• 융합신호처리학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.15-20
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• 2023

일반적으로 잘못된 앉은 자세를 장시간 유지하는 것은 척추에 나쁜 영향을 미치는 것으로 널리 알려져 있다. 최근 여러 연구자들이 잘못된 앉은 자세와 척추질환의 인과관계에 관심을 두고 있으며, 척추질환 예방을 위해 앉거나 서는 자세의 변화를 정밀하게 측정할 수 있는 방법을 연구해왔다. 우리는 과거 연구에서 실시간 체위 변환 측정이 가능한 센서 디바이스를 개발하고 운동량 계산 알고리즘을 적용하여 실시간 자세 전환 측정 정확도를 향상시켰으며, 체위 변환 측정 센서의 정확도를 검증하였다. 본 연구에서는 좌압 측정을 통해 체중심의 변화를 고려한 자세 측정 및 분석 장치를 개발하였으며, 개발된 센서는 사용자의 시각적 피드백을 개선하여 자세 교정 훈련 정확도를 높이는 보조 도구로의 활용 가능성을 확인하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권1호
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• pp.177-186
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• 2017

최근 무인자동차가 큰 관심을 받고 있다. 세계 최대 규모의 온라인 쇼핑 서비스업체인 아마존은 드론을 활용한 배송시스템을 개발하고 있다. 이러한 플랫폼의 항법을 위해서는 정확한 자세정보가 필요하다. 본 논문에서는 저가형 관성센서를 활용한 AHRS 구조 설계를 제안하였다. 쿼터니언기반의 운동방정식, 바이어스가 제거된 자이로 측정치, MEMS 가속도계와 지자기 센서를 이용하여 자세를 추정하는 칼만 filter를 설계하였다. MEMS 자이로의 바이어스를 제거하기 위하여 자이로 측정치와 자세 추정치를 이용하는 자이로 바이어스 제거용 칼만 filter를 추가하였다. 구현한 AHRS의 성능을 고가의 상용 Microstrain사의 3DM-GX3-25 AHRS와 비교 실험을 통하여 칼만 filter가 자이로의 바이어스 오차를 0.0001[deg/s]이하로 추정함을 볼 수 있었다. 또한 최종적으로 구해진 자세에서 롤각과 피치각은 0.2, 0.3[deg]이내의 오차를 보여주었다. 요 각은 6[deg] 이하의 오차가 발생하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제11권5호
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• pp.157-166
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• 2022

운동은 건강한 삶의 영위에 필요하지만 코로나19와 같은 전염병 유행 상황에서 비대면 환경에서 진행되는 것이 권장된다. 그러나 기존의 비대면 방식의 운동 콘텐츠에서는 운동 동작의 인식은 가능하지만 이를 해석해서 피드백 정보를 제공해주는 과정이 자동화되지 않았기 때문에 피드백이 트레이너의 눈대중으로 이루어지는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 운동 내용 및 이를 구성하는 동작을 추적하기 위해 공식화된 규칙을 만드는 방법을 제안한다. 이러한 규칙을 만들기 위해서는 전체적인 운동 내용의 진행 규칙을 먼저 만들고, 운동을 구성하는 동작의 추적 규칙을 만든다. 동작의 추적 규칙은 동작을 여러 단계로 나누고 단계를 나누는 키 프레임 자세를 정의하는 것에서 출발하여 키 프레임 자세로 대표되는 상태와 상태 간의 전이 규칙을 만듦으로써 생성될 수 있다. 이렇게 생성한 규칙은 모션 캡쳐 장비를 이용한 자세 및 동작 인식기술의 사용을 전제로 하며 이러한 기술 적용의 자동화를 위한 논리적인 전개에 사용된다. 본 논문에서 제안한 규칙을 사용하면 운동 과정에서 나타나는 동작을 인식하는 것뿐만 아니라 동작의 전 과정에 대한 해석의 자동화가 가능하여 인공지능 트레이닝 시스템 등 보다 진보된 콘텐츠 제작이 가능해진다. 이에 따라 운동 과정에 대한 피드백의 질을 높일 수 있다.

• 한국융합학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.61-68
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• 2014

본 연구는 schroth 운동(3차원적 융합운동)이 폐기능과 Cobb's angle, scoliometer angle과 척추세움근의 근활성도에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시되었다. Cobb's angle $10^{\circ}$ 이상의 특발성 척추측만증을 가지고 있는 학생 40명을 대상으로 각각 20명의 슈로스운동군과 전통적인 치료군으로 나누어 총 8주간 주 3회, 회당 60분의 운동을 실시하였다. 8주간의 Schroth 운동을 적용한 그룹에서는 Cobb's angle과 갈비뼈 돌출부, 폐활량, 체간의 확장, 오른쪽 흉추부위의 활성도에 유의한 차이를 보였다. 8주간의 전통적인 측만증 운동을 실시한 그룹에서는 체간의 확장성에서 유의한 차이를 보였다. 본 연구의 결과를 통해 3차원적 접근법인 슈로스운동이 특발성 척추측만증 환자의 흉추측만각도의 감소와 폐기능의 향상을 목적으로 한 중재기법으로 기존의 운동방법보다 효과적이라고 할 수 있다. 따라서 차후의 연구에서는 척추측만증이 장기간의 관리와 치료가 필요한 질환임을 이해하고 이에 따라 체계적인 자세관리와 3차원적 융합운동 프로그램의 적용이 필요하다고 사료된다.

• 문화기술의 융합
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• 제1권2호
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• pp.91-95
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• 2015

본 연구는 앉은 자세에서 골반의 경사도에 따른 음성의 변화를 관찰하여 자세에 따른 치료적 접근을 고려하고자 그 목적이 있다. 골반경사의 3가지 자세를 Praat program을 이용하여 음성의 변화를 측정하였다. 세 가지 유형의 앉은 자세에 따라 pitch값의 변화가 통계학적 유의미한 차이를 보였다. 그 중에서도 전방경사에 비해 중립에서 현저히 낮은 피치값을 나타내어 유의한 차이가 있었다. 본 연구의 결과를 통해 우리는 골반의 중립적인 경사자세가 가장 안정적인 발성형태를 나타내었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.155-161
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• 2021

최근, 실시간으로 카메라를 통해 동작을 인식하는 기술의 연구가 많이 진행되고 있다. 기존의 연구들에서는 사람의 관절로부터 특징을 추출하는 개수가 적기 때문에 동작 분류의 정확도가 낮은 한계점들이 있다. 본 논문에서는 이러한 한계점들을 해결하기 위해 움직일 때 변하는 관절의 각도를 특징 추출하여 계산하는 알고리즘과 이미지 분류 시에 정확도가 높은 CBAM(Convolutional Block Attention Module)을 사용한 분류모델을 제안한다. AI Hub에서 제공하는 피트니스 자세 이미지로부터 5가지 운동 동작 이미지를 인용하여 분류 모델에 적용한다. 구글에서 제공하는 그래프 기반 프레임워크인 MediaPipe 기법을 사용하여, 이미지로부터 운동 동작 분류에 중요한 8가지 관절 각도 정보를 추가적으로 추출한다. 추출한 특징들을 모델의 입력으로 설정하여, 분류 모델을 학습시킨다. 시뮬레이션 결과로부터 제안한 모델은 높은 정확도로 운동 동작을 구분하는 것을 확인할 수 있다.

• 문화기술의 융합
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• 제7권3호
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• pp.577-582
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• 2021

최근 AR, VR 및 스마트 디바이스 기술의 발전에 따라 피트니스 산업에서도 비대면 환경을 기반으로 한 서비스 수요가 증가하고 있다. 비대면 온라인 홈트레이닝 서비스는 기존의 오프라인 서비스에 비해 시간과 장소의 제약이 없다는 장점이 있으나 운동 기구의 부재 및 사용자의 정확한 운동 자세 유지여부, 운동량의 측정이 어려운 단점이 존재한다. 본 연구에서는 이러한 단점을 보완할 수 있는 표준 운동 프로그램을 개발하고 딥러닝 기반 신체 자세 추정 영상처리를 통하여 새로운 비대면 홈트레이닝 어플리케이션 알고리즘을 제안한다. 본 연구의 알고리즘 기반 어플리케이션을 활용한다면 표준 운동 프로그램 영상의 트레이너를 사용자가 직접 보고 따라하면서 사용자 스스로 자세를 교정하며 정확한 운동이 가능하다. 나아가 본 연구의 알고리즘을 용도에 맞게 커스터마이징 한다면 공연, 영화, 동아리 활동, 컨퍼런스 분야로의 적용도 가능할 것이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2017년도 춘계학술발표대회
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• pp.1163-1165
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• 2017

헬스케어와 IT가 결합한 융합산업이 발전하면서 웨어러블 디바이스와 스마트폰을 연계하여 운동정보를 제공하는 제품이 증가하고 있다. 특히 손목에 착용하는 스마트밴드를 통해 생체신호 및 움직임을 감지하고 신체상태 및 활동량을 제공하고 있다. 그러나 단순한 운동 동작의 횟수나 시간만을 알려주는 서비스를 제공하고 있어 정확한 운동 및 건강의 관리가 힘들다. 이에 본 논문에서는 사용자에게 운동의 정확성 여부를 알려주고 건강 및 운동에 대한 통계 정보를 제공하는 클라우드 서비스 기반의 운동 정보 제공 시스템을 제안한다. 제안 시스템은 스마트밴드와 모션 디바이스를 통해 모션 및 심박데이터를 취득하여 스마트폰을 통해 실시간으로 운동의 정확도 여부 및 활동 정보를 제공한다. 또한 클라우드 플랫폼의 서비스 가상 머신을 통해 세밀한 운동 자세 및 운동량, 신체 상태 통계 등의 피드백 서비스를 제공한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.51-57
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• 2016

본 연구는 초음파 영상(ultrasound imaging)을 이용하여 네발기기 자세(quadruped position)에서 골반압박벨트(pelvic compression belt)가 뭇갈래근과 척추세움근의 근두께에 융합적으로 미치는 영향을 알아보기 위해 실시되었다. 대상자는 30명의 남자대학생으로 실험에 자발적으로 참여한 자로 선정하였다. 골반압박벨트를 위앞엉덩뼈가시아래(anterior superior iliac spines)에 착용한 상태와 착용하지 않은 상태에서 네발기기 자세를 실시하였고, 초음파영상 진단장치를 이용하여 근 두께를 측정하였다. 자료분석은 반복측정분산분석을 이용하였다. 연구결과, 뭇갈래근의 경우 골반압박벨트를 착용하였을 때가 착용하지 않았을 때보다 근두께가 유의하게 증가하였고(p<.05), 척추세움근의 경우도 골반압박벨트를 착용하였을 때가 착용하지 않았을 때보다 근두께가 유의하게 증가하였다(p<.05). 따라서 본 연구결과를 통해 골반압박벨트의 착용이 요통환자에게 효과적이며, 임상에서 다양한 네발기기 자세운동의 처방과 적용 시에 유용한 자료로 활용하고자 한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제10권6호
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• pp.181-190
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• 2021

여러 명이 모여서 진행되는 스포츠 활동은 코로나19와 같이 광범위하게 유행하는 전염병이 퍼지는 상황에서는 진행되기 어려우며, 이로 인해 현대인의 신체 활동 부족이 발생한다. 비대면으로 진행되는 운동 콘텐츠들을 이용하면 이런 문제점을 극복할 수 있지만, 대면 운동 시와 같은 세밀한 자세 확인이 어렵다. 본 연구에서는 보다 나은 비대면 운동 콘텐츠 운영을 위해서 IT 시스템에서 자세를 감지하고 움직임을 추적하는 모델을 제시한다. 제안하는 움직임 추적 모델은 체육학에서 널리 사용되는 움직임 분석 방법들을 참고하여 신체 모델을 정의하고 이에 따른 자세 및 움직임을 정의한다. 제안한 모델을 사용하면 운동에 쓰이는 움직임을 인식하고 분석할 수 있으며 운동 프로그램에서 특정 움직임의 횟수를 알 수 있고, 운동프로그램 수행 여부 감지도 가능하다. 제안한 모델의 유효성을 확인하기 위해 마커리스 모션 캡쳐 장비인 Azure Kinect DK를 사용하여 움직임 추적, 그리고 운동 프로그램 추적 프로그램을 구현하였다. 제안된 움직임 분석 모델을 개선하고 모션 캡쳐 시스템의 성능을 높인다면 보다 세밀한 움직임 분석이 가능하며, 적용할 수 있는 운동의 종류를 늘릴 수 있다.