Special Issue  ______  실시간 모션 학습 시스템

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입으면 자세를 교정해주는 ‘의복’의 스마트한 변신

IT 기술을 입은 스마트웨어

사람이 살아가는데 중요한 요소를 차지하는 ‘의(衣)’는 땀을 식혀주고, 체온을 보호하는 역할을 한다. 시대가 바뀌면서 옷은 기능적인 측면과 함께 디자인으로서 가치가 중요해졌다. 지금은 옷과 ICT 기술이 만나 ‘스마트웨어’라는 첨단의 길을 걷는다. 스마트섬유가 신체 정보를 전달하는가 하면, 저절로 온도를 높여주는 등 다양한 스마트웨어가 개발되고 있다.
이러한 가운데 ETRI는 옷을 입으면 잘못된 자세를 바로잡아주는 스마트웨어 기술 개발에 성공했다. 사람이 움직이는 동작(Motion)을 데이터베이스(DB)화하여 실시간 학습할 수 있는 기술이다. 특히 의료, 재활, 악기 학습, 스포츠 활동에 있어서 모션을 DB화하고 콘텐츠화해 스마트웨어에 적용함으로써 일상생활에서 잘못된 자세로 인한 질병 예방과 치료를 돕고, 각종 레저와 스포츠 학습을 위해 필요한 자세와 움직임을 3차원으로 비교 분석한 후 실시간으로 교정할 수 있다.
예컨대 스포츠 종목 중 골프와 야구는 올바른 자세가 중요한다. ETRI가 개발한 실시간 모션 학습 시스템을 통해 지도자로부터 교육을 받은 뒤 본인의 스윙 모습을 유명 선수와 비교해 영상으로 볼 수 있다. 이때 팔꿈치의 각도나 머리 위치 등 세부적인 데이터들이 화면에 표시되어 선수의 동작과 본인의 차이를 정확한 계산을 통해 알려줘 자세를 바로잡아준다.

센서를 통해 잘못된 자세를 바로잡는다

ETRI가 개발한 스마트 모션 학습 시스템 스마트웨어는 SOT(System On Textile) 기반 지능형 인터랙티브 섬유기술과 다채널 센싱네트워킹 기술이 적용되었다.
사람의 신체 주요 관절에 17개의 센서와 10개의 엑츄에이터(Actuator)를 부착하여, 배우는 대상과 나의 움직임을 3D로 분석·비교해 올바르지 않게 동작할 때 진동 신호를 줘 교정이 가능하게 한다. 17개의 관절마다 설치된 센서를 통해 얻은 데이터 값으로 관절의 각도나 3차원 위치 좌표를 알 수 있다. 상의는 센서와 엑츄에이터가 달린 옷을 입으면 되고, 하의는 밴드형 탈부착 형태이다. 허벅지, 종아리, 발목 부분에 붙여 사용할 수 있어 편리하다.
척추질환 예방용 스마트웨어 시스템은 신호선과 전원선을 스트레칭 특성을 반영하여 자수로 제작했다. 세계 최초, 최고 수준의 스마트웨어다. 4개의 관성 센서로 자세를 측정·판단하고 4개의 진동 엑츄에이터를 인지도가 뛰어난 견갑골과 쇄골에 위치하게 하여 잘못된 자세를 실시간으로 교정할 수 있다.
개발된 스카트웨어를 통하여 자세의 교정이나 동작을 필요로 하는 학습 시간을 획기적으로 단축할 수 있다. 배우는 사람은 과학적인 맞춤형 교육이 가능해 학습 효율이 극대화되어 비용 절감도 기대할 수 있다. 원격에서도 사용할 수 있어, 서울에 사는 선생님이 인터넷을 통해 멀리 떨어진 제자의 모습을 보며 교정 훈련도 할 수 있다.
스마트웨어를 세탁하면 기능이 떨어지지 않을까? ETRI 연구진은 자수가 가능한 전도성사(傳導性紗)로서 100회 구부림, 5회 세탁 회로연결 시험 등을 통해 90% 이상 전기저항에 차이가 없음을 입증했다.

의료, 스포츠 등 다양한 분야에 활용 가능

ETRI의 이번 성과는 ▲척추질환 예방용 슈트 ▲골프 모션 학습용 수트 ▲대화형 실시간 골프 학습용 콘텐츠로 나눌 수 있다.
척추질환 예방용 슈트는 4개의 관성센서로 자세를 측정하고 판단한다. 잘못된 자세를 취했을 때 진동 장치가 이를 알려 교정하게끔 한다. 이로써 학생과 직장인의 척추질환 예방에 큰 도움을 줄 것으로 예상한다.
골프 모션 학습용 슈트는 착용성이 뛰어나며 신호전달 특성이 좋은 밴드형으로 의복을 제작했다. 초·중·고급자 단계별 학습과 스윙의 스텝별 분석으로 실시간 교정이 가능한 골프 학습용 스마트웨어다. 이와 함께 ETRI는 골프 티칭 프로와 온·오프라인 레슨이 가능한 대화형 실시간 골프 학습용 콘텐츠도 함께 개발했다.
새로운 IT 융합 스마트웨어 기술 개발을 통해 교육, 의료복지, 레포츠 등에 적용하여 국민의 복지 증진과 삶의 질 향상에 적극 기여할 것으로 예상된다. 섬유 산업에 IT 기술의 접목을 통한 노동집약적인 전통산업을 지식집약적인 첨단산업으로 전환시켜 전통산업의 고부가가치 창출을 기대할 수 있게 한다.
향후 ETRI의 스마트웨어 기술을 통해 웨어러블 스마트 기기의 산업 생태계를 구축할 것으로 기대된다. 또한, 창의적이고 독창적인 사업 구조의 차별화가 가능하여 다품종 소량 시장을 요구하는 스타트업들의 새로운 시장 창출을 통해 소비자에게 맞춤형 서비스가 가능할 것이다. 또, 다양한 융합 서비스와 상품 개발로 새로운 시장 개척과 활성화를 통한 고용 확대가 예상된다.