In this research, we designed representative motion patterns that possibly occurred in sleep situation and evaluated the feasibility of the smartphone based movement recording technique. For this, we designed 7 motions such as posture change, head movement, arm movement (vertical, horizontal), leg movement and hand movement (flipping, folding). Movement was recorded by using the smartphone and the actimetry device simultaneously for comparing the feasibility of smartphone based recording. As a result of experiment, we found that the smartphone based movement recording well reflects the body movement, however, it shows the limitation in recording the small local movement such as hand motion compared with the reference actimetry device, Actiwatch.
본 연구에서는 사용자 스스로가 바른 자세를 교정 할 수 있도록 도움을 줄 수 있는 스마트폰 기반의 자이로 센서를 이용한 착용형 자세 교정 시스템을 구현하였다. 이를 위하여 2개의 자이로 센서를 Y자 서스펜더 상, 하에 각각 부착하여 신체의 기울기를 측정하였으며, 블루투스 통신을 이용하여 스마트폰으로 데이터를 전송하였다. 전송된 신체의 기울기 정보는 바른 자세에 대한 평균 기울기 정보와 비교하여 바른 자세와 잘못된 자세를 판단하고자 하였으며, 이를 위한 스마트폰 기반의 어플리케이션을 구현하였다. 구현된 어플리케이션은 자세 판별뿐만 아니라 현재의 자세 정보를 직관적으로 표현하기 위한 모니터링 부와 잘못된 자세 검출 시 진동이나 알림 음 또는 팝업 메시지를 통해 사용자에게 전달하는 알림 기능을 구성하였다. 또한 구현된 시스템으로부터 대표적인 잘못된 자세 4가지에 대한 검출 실험을 수행하였으며, 그 결과 100% 검출이 가능함을 확인하였다.
현대인들의 운동, 건강 관심도가 늘어남에 따라 운동에 관련된 정보 및 기기들의 수요가 늘어나고 있으며 잘못된 자세로 운동할 시 신체 불균형과 부상을 초래할 수 있다. 이에 본 연구에서 사용자들의 올바른 운동 자세를 통한 건강증진 및 부상 예방을 위한 자세교정을 목적으로 한다. 시스템의 주기억 장치로는 Arduino Uno R3와 압력 센서, 가속도 센서를 사용하여 개발하였다. 압력 센서는 스쿼트 자세 판별, 가속도 센서는 일반걸음, 팔자걸음, 안짱걸음 3가지의 걸음걸이 판별을 위해 사용되었다. 데이터를 블루투스 모듈로 스마트폰에 전송하고 App에 표시하여 사용자에게 올바른 운동 자세를 안내해준다. 걸음걸이 판별은 발이 벌어진 각도 20˚를 기준으로 진행하였으며, 올바른 스쿼트 자세는 숙련자의 데이터를 기반으로 전족과 후족의 압력 센서 값의 비율을 비교했다. 따라서 걸음걸이 판별 시 약 90%의 정확도와, 스쿼트 자세 시 압력 센서 값의 비율 7:3을 기준 하에 95%의 정확도를 가지는 실험을 기반으로 사용자가 운동 시 App을 통해 실시간으로 확인하여 올바른 자세로 운동을 할 수 있고, 잘못된 자세로 운동을 진행할 때 교정할 수 있도록 안내해주는 시스템을 구축했다.
Background: Smartphone addiction has emerged as a significant social problem. Numerous studies have indicated the association between smartphone use and discomfort in the musculoskeletal system of the upper extremities. Objects: This cross-sectional survey aimed to compare the characteristics of musculoskeletal pain in the neck, trunk, and upper limbs between individuals with smartphone addiction and those without addiction. Methods: We collected a total of 326 healthy individuals' data from China and Korea who had owned and used smartphones for more than 5 years between 20-50s through an online questionnaire consisting of 84 questions in four major sections. The first part contained basic information on the participant's personal characteristics and smartphones. The second part contained questions about smartphone use and posture. The third part was the smartphone addiction. The fourth part was to investigate musculoskeletal pain in various upper body parts. Results: Smartphone addiction has a weak negative correlation with age (r = -0.20, p < 0.01) and a weak positive correlation with the hours of smartphone use (r = 0.376, p < 0.01). Frequent musculoskeletal pain symptoms related to smartphone use were observed in the neck, shoulder, lower back, and wrists. The hours of smartphone use was slightly positively associated with the prevalence of musculoskeletal pain in the shoulder (r = 0.162, p < 0.05) and lower back (r = 0.125, p < 0.05). The prevalence of musculoskeletal pain in the neck (χ2 = 3.993, p < 0.05), shoulder (χ2 = 6.465, p < 0.05), and wrist (χ2 = 4.645, p < 0.05) was significantly higher among females than males. Conclusion: The results suggest that smartphone addiction should be recognized as a dual concern encompassing both physical health and psychosocial aspects. Furthermore, healthcare professionals, including physicians and physical therapists, should consider clients' smartphone usage patterns when assessing and treating with musculoskeletal pain.
본 논문에서는 무구속적으로 사용자의 잘못된 자세를 인지하여 바른 자세로 유도하기 위한 자세 교정 어플리케이션을 구현하였다. 구현된 시스템은 사용자의 자세 정보를 인식하기 위하여 키넥트 센서를 사용하였으며, 바른자세 및 잘못된 자세 4가지를 판단할 수 있는 자세 판별 알고리즘을 개발하였다. 또한 사용자 편의성 및 접근성을 향상시키기 위하여 PC 뿐만 아니라 스마트폰에서도 사용자 자세를 확인할 수 있는 실시간 모니터링 어플리케이션을 구현하였다. 시스템의 성능평가를 위하여 대학생 5명을 대상으로 자세 판별 실험을 진행하였으며, 실험결과 민감도는 0.88, 특이도는 0.98로 자세 판별 성능이 우수한 것으로 나타났다.
스마트폰을 이용한 실내 위치 추적 기술에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 스마트폰의 이동 거리를 정확하게 측정하여 사용자의 이동 경로를 지도에 표시하여야 한다. 스마트폰에 탑재 되어있는 센서를 이용한 위치 추적 기술은 오래 전부터 사용 되어 왔으나, 센서만 이용하여 사용자의 이동 거리를 측정하기에는 정확하지 못하다. 따라서 사용자가 스마트폰을 일정한 자세로 들고 이동할 때, 이동 거리를 정확하게 측정할 수 있는 적절한 알고리즘을 연구 개발해야 한다. 본 논문에서는 피라미드 기반 광류 추정 방법에서 스마트폰의 화면을 제한하여 사용자의 발모양을 제거함으로써 이동거리 추정 오차를 줄이기 위한 방법을 제안하고, 실험으로 그 성능을 검증하였다.
The purpose of this study was to assess the influence of the duration of smartphone usage on cervical and lumbar spine flexion angles and reposition error in the cervical spine. The study included 18 healthy smartphone users (7 males and 11 females). We measured the kinematics of the upper and lower cervical and lumbar spine flexion angles and the reposition error of the upper and lower cervical spine after 3 s and 300 s smartphone use in sitting. A paired t-test was used to compare the effects of the duration of smartphone usage on the kinematics of cervical and lumbar spine flexion angles and reposition error. The flexion angles of the lower cervical and lumbar spine and the reposition error in the upper and lower cervical spine were significantly increased after 300 s smartphone of use (p<.05). However, the flexion angle of the upper cervical spine was not significantly different between the 3 s and 300 s smartphone of use (p>.05). These findings suggest that prolonged use of smartphones can induce changes in cervical and lumbar spine posture and proprioception in the cervical spine.
본 연구의 목적은 앉은 자세에서 골반의 앞방향경사와 뒷방향경사에 따른 스마트폰의 사용이 목세움근과 위등세모근의 근활성도를 알아보고 IoT 디바이스 개발에 필요한 기초자료를 얻고자 하였다. 건강한 20-30대 성인남녀 15명을 대상으로 앉은 자세에서 골반앞방향경사와 골반뒷방향경사를 중재한 뒤 5분간 스마트폰을 사용하여 근전도 신호를 측정하고 중앙 3분의 근전도 신호를 사용하였다. 연구결과 앉은 자세에서 골반앞방향경사의 스마트폰 사용이 골반뒤방향경사와 비교하여 양측 목세움근(p<.001), 왼쪽 위등세모근(p<.001), 오른쪽 위등세모근(p<.002)의 %RVC 값이 유의하게 낮았다. 이는 골반의 앞방향경사를 통한 앉은 자세가 척추의 정상적인 만곡을 유지하여 스마트폰 사용 시 발생하게 되는 전방머리자세를 방지하여 목과 어깨 주변의 부하를 감소시켜 %RVC 값이 유의하게 낮았다고 사료되며 향후 골반경사에 중점을 둔 새로운 자세교정 IoT 디바이스들이 개발되어야할 것이다.
The purpose of this study was to examine the immediate effect of neck stabilization exercise and Swiss ball exercise on the recovery from the fatigue of neck muscles induced. The turtleneck posture was set artificially by using Smartphone with healthy adults. Repetitively measured ANOVA was executed to examine the changes in the muscle fatigue of sternocleidomastoid, upper trapezius, and splenius capitis among three-time intervals (at the time of general resting, work and after intervention) in the three intervention groups (neck stabilization exercise group, Swiss ball exercise group, and ordinary rest group). There were no significant differences in the changes of fatigue of sternocleidomastoid muscle among all three intervention groups at the time of general resting, work and after intervention (p>.05). Although there was no significant difference in the changes in the fatigue of upper trapezius and splenius capitis muscles between the intervention groups at the time of general resting and work (p>.05), there was the significant difference between the three intervention groups at the time of work and after intervention (p>.05). This study suggest that Swiss ball exercise is more effective in reducing the muscular fatigue of the neck and shoulder at a turtleneck posture than neck stabilization exercise.
이 연구는 점차 증가하고 있는 젊은층과 여성 초보 골퍼들이 골프를 배워가는 과정에서 자세의 어려움, 골프 자체의 지루함, 더딘 실력 향상 등의 이유로 골프에 대한 흥미를 잃고 골프를 포기하는 사례가 많아 이를 보완하기 위한 보조기구를 개발하는 것이 목적이다. 이를 위해 먼저 골프채 그립 하단에 각종 센서를 탑재한 하드웨어 장치를 부착하여 골퍼의 스윙 자세와 비거리 등의 데이터를 수집, 전달할 수 있는 플랫폼을 설계하였다. 이후 이러한 데이터들을 분석, 보관할 수 있는 스마트폰 앱을 개발하고 연동하여 골퍼의 자세를 식별하고 자세를 스스로 교정할 수 있도록 하였다. 아울러 스마트폰 앱은 자기 비교와 타인 비교 콘텐츠를 통해 게임적 요소를 가미하여 초보 골퍼들의 지속적 운동참여를 위한 내적 동기부여도 제공할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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