KR20200144996A - Motor performance coashing system based on muscle synergy library and calculation method for muscle synergy characteristic based on muscle synergy library - Google Patents

Motor performance coashing system based on muscle synergy library and calculation method for muscle synergy characteristic based on muscle synergy library Download PDF

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KR20200144996A
KR20200144996A KR1020190073323A KR20190073323A KR20200144996A KR 20200144996 A KR20200144996 A KR 20200144996A KR 1020190073323 A KR1020190073323 A KR 1020190073323A KR 20190073323 A KR20190073323 A KR 20190073323A KR 20200144996 A KR20200144996 A KR 20200144996A
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Abstract

The present invention relates to an exercise coaching system using a muscle synergy library and a calculation method of muscle synergy characteristics using a muscle synergy library which calculate muscle synergy from a motion of a user to feed back proper exercise states or postures from characteristics of muscle synergy activated for each user motion. According to the present invention, the exercise coaching system comprises: a first analysis unit to recognize a main motion of a user, and compare the main motion of the user with a first library including previously stored motion information to calculate a plurality of detailed motions included in the main motion; a second analysis unit to measure electromyogram data in accordance with the main motion of the user, and calculate muscle synergy which is a muscle group activated during the main motion of the user based on the electromyogram data; and a characteristic extraction unit to extract characteristics of the muscle synergy of the user for each detailed motion based on the detailed motions calculated by the first analysis unit and the muscle synergy calculated by the second analysis unit. According to the present invention, the calculation method of muscle synergy characteristics comprises: a first calculation step of recognizing a main motion of a user, and comparing the main motion of the user with a first library including previously stored motion information to calculate a plurality of detailed motions included in the main motion; a second calculation step of measuring electromyogram data in accordance with the main motion of the user, and calculating muscle synergy which is a muscle group activated during the main motion of the user for each detailed motion based on the electromyogram data; and a characteristic extraction step of extracting characteristics of the muscle synergy by comparing a second library storing muscle synergy of a plurality of users and the muscle synergy for each detailed motion.

Description

근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템 및 근육시너지 라이브러리를 이용한 근육시너지 특성 산출방법{MOTOR PERFORMANCE COASHING SYSTEM BASED ON MUSCLE SYNERGY LIBRARY AND CALCULATION METHOD FOR MUSCLE SYNERGY CHARACTERISTIC BASED ON MUSCLE SYNERGY LIBRARY}Exercise coaching system using muscle synergy library and method of calculating muscle synergy characteristics using muscle synergy library {MOTOR PERFORMANCE COASHING SYSTEM BASED ON MUSCLE SYNERGY LIBRARY AND CALCULATION METHOD FOR MUSCLE SYNERGY CHARACTERISTIC BASED ON MUSCLE SYNERGY LIBRARY}

본 발명은 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템 및 근육시너지 라이브러리를 이용한 근육시너지 특성 산출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 동작을 인식하여 세부동작으로 구분하고, 사용자의 동작에 따른 근전도 데이터를 기반으로 활성화되는 근육그룹으로 구성된 근육시너지를 산출하여 근육시너지의 특성을 추출함에 따라, 상기 근육시너지 특성을 통해 사용자의 동작을 인식하거나 사용자가 동작에 따른 올바른 근육 활성 패턴을 확인할 수 있어 운동, 재활, 치료의 목적에 응용 가능한 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템 및 근육시너지 라이브러리를 이용한 근육시너지 특성 산출방법에 관한 것이다.The present invention relates to an exercise coaching system using a muscle synergy library and a method of calculating muscle synergy characteristics using a muscle synergy library, and more particularly, to recognize a user's motion and classify it into detailed motions, and extract EMG data according to the user's motion. By calculating the muscle synergy consisting of the muscle groups that are activated based on the muscle synergy characteristics and extracting the characteristics of the muscle synergy, the movement of the user can be recognized through the muscle synergy characteristics or the user can check the correct muscle activation pattern according to the movement, so exercise and rehabilitation , An exercise coaching system using a muscle synergy library applicable to the purpose of treatment, and a method of calculating muscle synergy characteristics using a muscle synergy library.

EMG(Electromyography)신호 또는 근전도 신호는 움직임에 따라 근육 표면으로부터 근섬유를 따라 일어나는 전기 신호를 의미하며, 근활성도에 수반되는 전위의 변위에 반응하는 EMG센서를 이용하여 측정된다. EMG센서를 통해 측전된 근활성도는 의료 진단, 근육 재활, 운동과 훈련, 보철 제어, 전자기기 등 다양한 응용 사례에 적용되고 있다.An EMG (Electromyography) signal or an EMG signal means an electrical signal that occurs along a muscle fiber from a muscle surface according to a movement, and is measured using an EMG sensor that responds to the displacement of a potential accompanying muscle activity. The muscle activity measured through the EMG sensor is applied to various application cases such as medical diagnosis, muscle rehabilitation, exercise and training, prosthetic control, and electronic devices.

최근에는 위와 같은 근전도 신호를 응용하여 사용자에 의해 수행된 동작으로부터 물리적 제스처를 식별하기 위하여 패턴인식 알고리즘이 전기 데이터를 분석하는데 이용되는 사례가 증가하고 있다.In recent years, a pattern recognition algorithm is used to analyze electrical data in order to identify a physical gesture from an action performed by a user by applying the above EMG signal.

패턴인식 알고리즘은 다양한 통계 모델들을 이용할 수 있으며, 그 중 HMM(Hidden Markov Model)은 제스처 인식에 대한 장점으로 제스처 인식 분야에 자주 사용되는 툴이다.The pattern recognition algorithm can use various statistical models, among which HMM (Hidden Markov Model) is a tool frequently used in the field of gesture recognition as an advantage for gesture recognition.

한편, 물체의 움직임을 측정하기 위한 센서로 가속도센서, 지자계 센서, 자이로 센서 등을 이용할 수 있으며, 관성측정장치(IMU;Inertial Measurement Unit)가 이용될 수 있다.Meanwhile, an acceleration sensor, a geomagnetic sensor, a gyro sensor, etc. may be used as a sensor for measuring the movement of an object, and an inertial measurement unit (IMU) may be used.

(문헌 0001) KR 10-2017-0091963 A(Document 0001) KR 10-2017-0091963 A (문헌 0002) KR 10-1829356 B(Document 0002) KR 10-1829356 B

발명된 본 발명의 목적은 사용자마다 특정 동작을 수행하는데 있어서 활성화되는 근육시너지를 분류 및 저장하고, 이를 기반으로 근육시너지 특성을 산출하는 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템 및 근육시너지 라이브러리를 이용한 근육시너지 특성 산출방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to classify and store muscle synergies that are activated in performing a specific motion for each user, and to calculate muscle synergy characteristics based on this, an exercise coaching system using a muscle synergy library and a muscle synergy using a muscle synergy library. It is to provide a method of calculating characteristics.

또한, 근육시너지 특성을 산출함에 따라 역으로 사용자의 동작을 인식하거나 다수 사용자의 근육시너지와 비교하여 재활, 운동, 치료 등의 목적으로 사용 가능한 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템 및 근육시너지 라이브러리를 이용한 근육시너지 특성 산출방법을 제공하는 것이다.In addition, as the muscle synergy characteristics are calculated, the motion coaching system using a muscle synergy library that can be used for the purpose of rehabilitation, exercise, treatment, etc. in reverse by recognizing the user's motion or comparing it with the muscle synergy of multiple users, and using a muscle synergy library It is to provide a method of calculating muscle synergy characteristics.

상기 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템은 사용자의 메인동작을 인식하고, 미리 저장된 동작정보가 포함된 제1라이브러리와 비교하여 메인동작에 포함된 복수의 세부동작을 산출하는 제1분석부, 사용자의 메인동작에 따른 근전도 데이터를 측정하고, 근전도 데이터를 기반으로 사용자의 메인동작 시 활성화되는 근육그룹인 근육시너지를 산출하는 제2분석부 및 제1분석부에서 산출된 세부동작과 제2분석부에서 산출된 근육시너지를 기반으로 세부동작별 사용자의 근육시너지의 특성을 추출하는 특성추출부를 포함한다.The exercise coaching system using the muscle synergy library according to the present invention for achieving the above object recognizes the user's main motion and calculates a plurality of detailed motions included in the main motion by comparing it with the first library containing motion information stored in advance. A first analysis unit that measures EMG data according to the user's main motion, and calculates muscle synergy, which is a muscle group activated during the user's main motion, based on the EMG data. It includes a characteristic extracting unit for extracting characteristics of the user's muscle synergy for each detailed movement based on the detailed movement and the muscle synergy calculated by the second analysis unit.

또한, 특성추출부에서 추출된 사용자의 근육시너지 특성을 디스플레이를 통해 시각적으로 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.In addition, a display unit for visually displaying the muscle synergy characteristics of the user extracted from the characteristic extracting unit may be further included.

또한, 사용자의 신체 및 메인동작에 대한 사전정보를 획득하는 설정부를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a setting unit for obtaining prior information on the user's body and main motion.

또한, 제1분석부는, 사용자의 동작을 촬영하여 획득한 이미지 또는 영상을 분석하거나, 관성센서를 통해 획득한 관성변화정보를 분석하여 사용자의 메인동작을 인식할 수 있다.In addition, the first analysis unit may recognize the user's main motion by analyzing an image or an image acquired by photographing a user's motion, or analyzing inertia change information acquired through an inertial sensor.

또한, 제2분석부는, 근전도 데이터를 획득하는 센싱모듈, 사용자의 동작 시 활성화되는 근전도 데이터의 그룹패턴으로부터 근육시너지를 산출하는 산출모듈 및 클러스터링을 활용하여 산출모듈에서 산출된 다수의 근육시너지 중 유사한 근육시너지를 그룹화하는 클러스터링모듈을 포함할 수 있다.In addition, the second analysis unit includes a sensing module that acquires EMG data, a calculation module that calculates muscle synergy from a group pattern of EMG data activated when the user moves, and a similar among a number of muscle synergies calculated by the calculation module using clustering. It may include a clustering module for grouping muscle synergy.

또한, 제2분석부는, 제1분석부에서 산출된 세부동작을 기반으로 근전도 신호에 포함된 동적 잡음을 제거하는 필터링모듈을 더 포함할 수 있다.In addition, the second analysis unit may further include a filtering module that removes dynamic noise included in the EMG signal based on the detailed operation calculated by the first analysis unit.

또한, 특성추출부는, 세부동작별 다수 사용자의 근육시너지가 저장된 제2라이브러리와 제2분석부에서 산출된 근육시너지를 비교하여 근육시너지 특성을 추출할 수 있다.In addition, the characteristic extracting unit may extract muscle synergy characteristics by comparing the muscle synergy calculated by the second analysis unit with the second library in which the muscle synergies of multiple users for each detailed motion are stored.

본 발명에 따른 근육시너지 라이브러리를 이용한 근육시너지 특성 산출방법은 사용자의 메인동작을 인식하고, 미리 저장된 동작정보가 포함된 제1라이브러리와 비교하여 메인동작에 포함된 복수의 세부동작을 산출하는 제1산출단계, 사용자의 메인동작에 따른 근전도 데이터를 측정하고, 근전도 데이터를 기반으로 사용자의 메인동작 시 활성화되는 근육그룹인 근육시너지를 세부동작별 산출하는 제2산출단계 및 다수 사용자의 근육시너지가 저장된 제2라이브러리와 세부동작별 근육시너지를 비교하여 근육시너지의 특성을 추출하는 특성추출단계를 포함한다.The method for calculating muscle synergy characteristics using a muscle synergy library according to the present invention is a first method of recognizing a user's main motion and calculating a plurality of detailed motions included in the main motion by comparing it with a first library including pre-stored motion information. In the calculation step, the EMG data according to the user's main motion is measured, and based on the EMG data, the muscle synergy, which is a muscle group activated during the user's main motion, is calculated for each detailed motion, and the muscle synergy of multiple users is stored. And a characteristic extraction step of extracting characteristics of muscle synergy by comparing the muscle synergy for each detailed motion with the second library.

또한, 제1산출단계 수행 전 사용자의 신체 또는 메인동작에 대한 사전정보를 획득하는 설정단계를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a setting step of obtaining prior information on the user's body or main motion before performing the first calculation step.

또한, 특성추출단계에서 추출된 근육시너지의 특성을 디스플레이를 통해 시각적으로 표시하는 표시단계를 더 포함할 수 있다. In addition, a display step of visually displaying the characteristic of the muscle synergy extracted in the characteristic extraction step may be further included.

본 발명의 일실시예에 따르면 사용자의 동작을 분석하여 활성화되는 근육그룹의 조합인 근육시너지를 산출함에 사용자의 운동 상태나 자세를 피드백할 수 있으며, 역으로 근육시너지를 통해 사용자의 동작을 인식하거나 다수 사용자의 근육시너지와 비교하여 재활, 운동, 치료 등의 목적으로 사용 가능하다.According to an embodiment of the present invention, a user's exercise state or posture may be fed back by analyzing the user's motion and calculating a muscle synergy, which is a combination of activated muscle groups, and conversely, the user's motion is recognized through muscle synergy. Compared with the muscle synergy of many users, it can be used for rehabilitation, exercise, and treatment purposes.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 근육시너지 라이브러리를 이용한 근육시너지 특성 산출방법을 나타낸 순서도이다.
1 is a block diagram showing an exercise coaching system using a muscle synergy library according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram showing an exercise coaching system using a muscle synergy library according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart showing a method for calculating muscle synergy characteristics using a muscle synergy library according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention can apply various changes and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a specific form of disclosure, and it should be understood that all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention are included.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특성, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특성들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the existence of a specified feature, number, step, action, component, part, or combination thereof, but one or more other features or numbers. It is to be understood that the possibility of addition or presence of, steps, actions, components, parts, or combinations thereof is not preliminarily excluded.

이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템은 사용자의 신체에 착용 가능한 다양한 형태의 디바이스의 구조를 가질 수 있다.The exercise coaching system using the muscle synergy library of the present invention may have a structure of various types of devices that can be worn on the user's body.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템을 나타낸 개념도이다.1 is a block diagram showing an exercise coaching system using a muscle synergy library according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram showing an exercise coaching system using a muscle synergy library according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 코칭 시스템은 제1분석부(200), 제2분석부(400) 및 특성추출부(600)를 포함한다.1 and 2, an exercise coaching system according to an embodiment of the present invention includes a first analysis unit 200, a second analysis unit 400, and a characteristic extraction unit 600.

제1분석부(200)는 사용자의 메인동작을 인식하고, 미리 저장된 동작정보가 포함된 제1라이브러리(300)와 비교하여 상기 메인동작에 포함된 복수의 세부동작을 산출한다.The first analysis unit 200 recognizes the user's main motion and compares it with the first library 300 including pre-stored motion information to calculate a plurality of detailed motions included in the main motion.

제1분석부(200)는 AI분석을 수행하여 상기 사용자의 메인동작을 인식할 수 있다. AI분석은, 상기 사용자의 동작을 촬영하여 획득한 이미지 또는 영상을 분석하거나, 관성센서를 통해 획득한 관성변화정보를 분석하여 수행할 수 있다.The first analysis unit 200 may perform AI analysis to recognize the user's main motion. AI analysis may be performed by analyzing an image or image acquired by photographing the user's motion, or by analyzing inertial change information acquired through an inertial sensor.

일 실시예에서, AI분석은 카메라나 촬영 장치를 통하여 사용자가 수행하는 메인동작을 촬영함에 따라 생성된 이미지나 영상을 획득하고, 촬영된 이미지에서 각각의 픽셀을 분석하거나 촬영된 영상에 내포된 특성을 인식하여 패턴화 할 수 있다. 또한, AI분석에는 딥러닝(Deep Learning) 기술이 적용될 수 있다.In one embodiment, AI analysis is performed by acquiring an image or an image generated by photographing a main operation performed by a user through a camera or a photographing device, and analyzing each pixel in the photographed image or a characteristic embedded in the photographed image. Can be recognized and patterned. In addition, deep learning technology can be applied to AI analysis.

다른 실시예에서, 상기 AI분석은 IMU(Inertia Measurement Unit) 등 관성센서를 통해 획득한 사용자의 메인동작에 따른 관성변화정보를 분석할 수 있다. 이 경우 사용자는 신체에 관성센서를 착용하고, 상기 관성센서는 사용자의 동작에 따른 관성변화정보를 제1분석부(200)로 제공한다. 상기 관성센서는 복수일 수 있고, 관성변화정보의 분석을 위하여 상기 관성센서는 사용자의 신체 중 미리 지정된 특정 위치에 착용되는 것이 바람직하다.In another embodiment, the AI analysis may analyze inertia change information according to a user's main motion acquired through an inertial sensor such as an Inertia Measurement Unit (IMU). In this case, the user wears an inertial sensor on the body, and the inertial sensor provides inertial change information according to the user's motion to the first analysis unit 200. The inertial sensor may be plural, and it is preferable that the inertial sensor is worn at a predetermined specific position on the user's body for analysis of inertial change information.

제1분석부(200)는 위 AI분석을 통해 인식한 사용자의 메인동작을 제1라이브러리(300)에 저장된 동작정보와 비교하여 상기 메인동작을 세부동작으로 구분할 수 있다.The first analysis unit 200 may compare the main motion of the user recognized through the above AI analysis with motion information stored in the first library 300 to classify the main motion into detailed motions.

상기 제1라이브러리(300)에는 미리 설정된 운동종류와 상기 운동종류에 대응하는 세부동작에 대한 동작정보가 저장되며, 제1분석부(200)는 사용자가 메인동작, 예컨대 상기 제1라이브러리(300)에 저장된 운동종류 중 어느 하나에 대응하는 동작을 사용자가 수행하는 경우, 제1분석부(200)를 통해 인식된 메인동작과 제1라이브러리(300)에 미리 저장된 세부동작에 대한 동작정보를 비교하여 사용자의 메인동작에 포함되는 세부동작을 구분한다.The first library 300 stores a preset exercise type and motion information on a detailed motion corresponding to the exercise type, and the first analysis unit 200 allows the user to perform a main motion, for example, the first library 300 When the user performs an operation corresponding to any one of the types of exercise stored in, the main motion recognized through the first analysis unit 200 is compared with the motion information for the detailed motion previously stored in the first library 300. Classify detailed actions included in the user's main action.

예를 들면, 사용자가 스쿼트(squat) 동작을 수행하는 경우, 제1분석부(200)는 제1라이브러리(300)에 저장된 스쿼트의 세부동작과 AI분석을 통해 인식된 메인동작을 비교한다. 상기 세부동작은 사용자가 기립한 상태에서 중간 지점까지 앉는 제1동작, 상기 중간 지점에서 하단 지점까지 앉는 제2동작, 상기 하단 지점에서 상기 중간 지점까지 일어서는 제3동작, 상기 중간 지점에서 기립하는 제4동작으로 구분될 수 있다.For example, when the user performs a squat operation, the first analysis unit 200 compares the detailed motion of the squat stored in the first library 300 with the main motion recognized through AI analysis. The detailed motion includes a first motion in which the user sits from a standing state to an intermediate point, a second motion in which the user sits from the middle point to a lower point, a third motion in which the user stands up to the middle point, and stands at the middle point It can be divided into the fourth operation.

상기 세부동작은 운동종류나 설정된 기준에 따라 세부동작의 구분 기준과 개수는 변경될 수 있다. 또한, 상기 세부동작은 사용자가 수행하는 메인동작을 이루는 복수의 구간을 의미할 수 있다. 이 경우 상기 복수의 구간은 순차적으로 연결되어 상기 메인동작을 구성한다.As for the detailed motions, the classification criteria and the number of detailed motions may be changed according to an exercise type or a set criterion. In addition, the detailed operation may mean a plurality of sections constituting the main operation performed by the user. In this case, the plurality of sections are sequentially connected to constitute the main operation.

본 발명의 일 실시예에서 상기 제1분석부(200)는 상기 세부동작과 제1라이브러리(300)를 비교하여 상기 세부동작마다 운동수준을 판단할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first analysis unit 200 may compare the detailed motion with the first library 300 to determine the exercise level for each of the detailed motions.

보다 구체적으로, 제1라이브러리(300)에는 상기 저장된 각각의 운동 종류마다 동작의 각도나 속도의 기준 값이 저장되고, 상기 제1분석부(200)는 사용자가 수행하는 메인동작을 이루는 세부동작마다 상기 기준 값과 비교하여 상기 세부동작에서 신체의 흔들림이나 각도의 변화가 상기 기준 값을 초과하는 경우 고강도(High performance)로, 기준 값에 미달된 경우 저강도(Low performance)로 운동 수준을 판단하여 수준정보를 산출할 수 있다. 상기 수준정보는 세부동작마다 다를 수 있으며, 상기 제1라이브러리(300)에 저장될 수 있다. 제1라이브러리(300)는 상기 사용자의 세부동작별 수준정보를 하나의 데이터로 저장하여 향후 동작정보로 활용할 수 있다.More specifically, the first library 300 stores a reference value of the angle or speed of the motion for each of the stored motion types, and the first analysis unit 200 stores each detailed motion constituting the main motion performed by the user. Compared with the reference value, if the shaking of the body or the change in the angle in the detailed motion exceeds the reference value, the exercise level is determined as high performance, and if it is less than the reference value, the exercise level is determined as low performance. Level information can be calculated. The level information may be different for each detailed operation, and may be stored in the first library 300. The first library 300 may store the level information for each detailed motion of the user as one data and use it as future motion information.

본 발명의 일 실시예에서 운동 종류에 대한 정보를 획득하는 설정부(100)를 더 포함할 수 있다. 상기 운동 종류는 사용자가 별도의 조작수단을 통해 직접 입력할 수 있다. 또한, 상기 운동종류정보는 상기 AI분석모듈을 통해 분석된 사용자의 동작을 기반으로 판단할 수 있다. 상기 설정부(100)는 상기 사용자가 수행하는 메인동작의 운동 종류와 비교 가능한 다수의 운동 종류에 대한 정보가 저장되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 설정부(100)는 획득한 운동 종류에 대한 정보를 상기 제1라이브러리(300)로 전송할 수 있으며, 상기 설정부(100)는 운동 종류뿐만 아니라 사용자의 신체에 대한 정보도 함께 획득하는 것이 바람직하다.In an embodiment of the present invention, it may further include a setting unit 100 for acquiring information on the type of exercise. The type of exercise can be directly input by the user through a separate operation means. In addition, the exercise type information may be determined based on the user's motion analyzed through the AI analysis module. It is preferable that the setting unit 100 stores information on a plurality of types of exercises that can be compared with the types of exercises performed by the user. In addition, the setting unit 100 may transmit information on the acquired type of exercise to the first library 300, and the setting unit 100 obtains not only the type of exercise but also information on the user's body. It is desirable.

또한, 상기 설정부(100)를 통해 사용자 인증을 수행할 수 있는데, 사용자는 미리 ID를 생성하고, 상기 설정부(100)는 상기 생성된 ID를 저장함에 따라 사용자의 메인동작 수행 전 미리 사용자의 ID를 인증할 수 있다.In addition, user authentication can be performed through the setting unit 100, wherein the user generates an ID in advance, and the setting unit 100 stores the generated ID. ID can be authenticated.

제2분석부(400)는 상기 사용자의 메인동작에 따른 근전도 데이터를 측정하고, 상기 근전도 데이터를 기반으로 상기 사용자의 메인동작 시 활성화되는 근육그룹인 근육시너지를 산출한다. 여기서 근육시너지는 사용자의 신체 움직임에 따라 활성화되는 근육그룹을 의미하며, 하나의 동작에서 활성화되는 근육그룹은 복수일 수 있다.The second analysis unit 400 measures EMG data according to the user's main motion, and calculates muscle synergy, which is a muscle group activated during the user's main motion, based on the EMG data. Here, the muscle synergy refers to a muscle group that is activated according to the user's body movement, and there may be a plurality of muscle groups that are activated in one motion.

근육시너지에 대하여 보다 구체적으로 설명하면, 근육시너지(muscle synergy)는 근 수축 패턴을 결정하는 vector로 정의되며, 각 근육시너지의 활성은 개별적인 신경 명령신호(neural command signal)의해 조절된다. 각 근육시너지는 다수의 근육을 포함하고 있으며, 동시 수축되는 근육의 비율을 결정할 수 있다. 서로 다른 각각의 근육시너지는 동시에 같은 근육 그룹을 포함할 수 있다. 근육시너지의 특성은 각각의 개별 근육을 조절하는 것보다 근육그룹을 조절하기 수월하며, 신경계의 부담을 감소시킬 수 있다.More specifically, muscle synergy is defined as a vector that determines muscle contraction patterns, and the activity of each muscle synergy is regulated by individual neural command signals. Each muscle synergy includes a number of muscles, and the ratio of muscles to be contracted simultaneously can be determined. Each of the different muscle synergies may contain the same muscle group at the same time. The characteristic of muscle synergy is that it is easier to control muscle groups than to control individual muscles, and can reduce the burden on the nervous system.

본 발명의 일 실시예에서 제2분석부(400)는, 상기 근전도 데이터를 획득하는 센싱모듈(410), 상기 사용자의 동작 시 활성화되는 근전도 데이터의 그룹패턴으로부터 상기 근육시너지를 산출하는 산출모듈(420) 및 클러스터링(clustering)을 활용하여 상기 산출모듈(420)에서 산출된 다수의 근육시너지 중 유사한 근육시너지를 그룹화하는 클러스터링모듈(430)을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the second analysis unit 400 includes a sensing module 410 that acquires the EMG data, and a calculation module that calculates the muscle synergy from a group pattern of EMG data activated when the user operates. 420) and a clustering module 430 for grouping similar muscle synergies among a plurality of muscle synergies calculated by the calculation module 420 by using clustering.

센싱모듈(410)은 사용자의 신체에 착용 가능한 EMG센서 등을 통해 사용자가 수행하는 메인동작에 따라 활성화되는 근전도 신호를 측정한다. EMG센서는 사용자의 신체에 접촉 가능하며 복수개의 채널을 포함할 수 있다. 복수개의 채널은 적어도 2개 이상인 것이 바람직하다. 상기 채널은 양극, 음극 및 그라운드가 구비될 수 있다.The sensing module 410 measures an EMG signal activated according to a main operation performed by the user through an EMG sensor wearable on the user's body. The EMG sensor may contact the user's body and may include a plurality of channels. It is preferable that there are at least two or more of the plurality of channels. The channel may have an anode, a cathode, and a ground.

상기 센싱모듈(410)은 상기 사용자의 메인동작 시 상기 채널의 개수만큼 근전도 데이터를 획득할 수 있으며, 상기 복수의 채널은 개체별로 서로 다른 근전도 데이터 신호를 측정하고 센싱모듈(410)은 서로 다른 근전도 신호를 기반으로 근전도 데이터를 획득한다. 또한, 복수의 채널에서 측정된 근전도 신호는 각각 세기가 다를 수 있다.The sensing module 410 may acquire EMG data as much as the number of channels during the main operation of the user, and the plurality of channels measure different EMG data signals for each individual, and the sensing module 410 Acquires EMG data based on the signal. Also, the EMG signals measured in a plurality of channels may have different strengths.

산출모듈(420)은 상기 근전도 데이터를 그룹화한 그룹패턴으로부터 근육시너지를 산출한다. 근전도 데이터는 복수일 수 있는데, 근육시너지는 상기 근전도 데이터의 그룹패턴으로부터 설정된 알고리즘을 적용하여 산출된다.The calculation module 420 calculates muscle synergy from a group pattern in which the EMG data are grouped. There may be a plurality of EMG data, and muscle synergy is calculated by applying an algorithm set from the group pattern of the EMG data.

보다 구체적으로, 근육시너지는 사용자가 메인동작을 수행하는 경우 활성화되는 근전도 데이터을 기반으로 산출되며, 근전도 데이터 또는 근육시너지의 산출은 비음수행렬분해 및 미리 설정된 알고리즘에 따른 클러스터링(clustering) 기술이 활용될 수 있다. 또한, 상기 활성화된 근전도 데이터의 그룹화 또는 근육시너지의 산출은 기계 학습 알고리즘이 적용될 수 있다.More specifically, muscle synergy is calculated based on EMG data that is activated when the user performs the main action, and the calculation of EMG data or muscle synergy is performed using nonnegative matrix decomposition and clustering technology according to a preset algorithm. I can. In addition, a machine learning algorithm may be applied to grouping the activated EMG data or calculating muscle synergy.

상기 산출모듈(420)은 일 실시예에서 복수개의 근전도 데이터가 입력되는 입력층 및 상기 근육시너지가 출력되는 출력층을 포함할 수 있다. 입력층은 복수일 수 있으며, 복수의 입력층은 각각 설정된 알고리즘이 적용된다. 복수의 입력층이 제1입력층 내지 제3입력층으로 구성된다고 가정할 때 제1입력층은 센싱모듈(410)로부터 획득한 근전도 데이터를 입력 받는다. 제1입력층은 복수일 수 있으며, 복수의 제1입력층은 상기 센싱모듈(410)의 채널에 각각에 대응된다. 복수의 제1입력층은 상기 근전도 데이터를 제2입력층으로 전달한다. 제2입력층은 상기 근전도 데이터를 기반으로 그룹화하여 제3입력층으로 전달한다. 제2입력층은 복수일 수 있고, 동시에 활성화되는 근전도 데이터를 묶어 그룹화를 수행한다. 제3입력층은 상기 근전도 데이터의 그룹패턴을 기반으로 설정된 알고리즘을 적용하여 근육시너지를 산출한다. 제3입력층은 복수일 수 있다. 상기 제3입력층은 상기 사용자가 수행하는 특정 동작에 대응하는 근육시너지만을 산출하고, 그 이외의 데이터 신호는 필터링하는 것이 바람직하다.In an embodiment, the calculation module 420 may include an input layer into which a plurality of EMG data is input and an output layer through which the muscle synergy is output. There may be a plurality of input layers, and a set algorithm is applied to each of the plurality of input layers. Assuming that the plurality of input layers are composed of first to third input layers, the first input layer receives EMG data obtained from the sensing module 410. There may be a plurality of first input layers, and the plurality of first input layers respectively correspond to channels of the sensing module 410. The plurality of first input layers transfer the EMG data to the second input layer. The second input layer is grouped based on the EMG data and transmitted to the third input layer. There may be a plurality of second input layers, and grouping is performed by grouping EMG data activated at the same time. The third input layer calculates muscle synergy by applying an algorithm set based on the group pattern of the EMG data. There may be a plurality of third input layers. It is preferable that the third input layer calculates only muscle synergy corresponding to a specific operation performed by the user, and filters other data signals.

근육시너지는 출력층을 통해 출력되고, 출력층은 근육시너지의 개수에 대응되는 복수일 수 있으며, 각각의 출력층에서 출력되는 근육시너지는 서로 다를 수 있다. 사용자가 특정 동작을 다수 회 수행하는 경우 각각의 동작 횟수마다 근육시너지가 산출될 수 있다.The muscle synergy is output through the output layer, the output layer may be a plurality corresponding to the number of muscle synergy, and the muscle synergy output from each output layer may be different from each other. When a user performs a specific motion multiple times, muscle synergy may be calculated for each number of motions.

또한, 산출모듈(420)은 상기 제1분석부(200)에서 산출된 세부동작을 기반으로 상기 근전도 신호에 포함된 동적 잡음을 제거할 수 있으며, 상기 세부동작에 해당되지 않는 근전도 데이터나 근전도 데이터의 그룹을 제거함으로써 상기 세부동작에 해당하는 근육시너지만을 산출할 수 있다.In addition, the calculation module 420 may remove dynamic noise included in the EMG signal based on the detailed operation calculated by the first analysis unit 200, and EMG data or EMG data not corresponding to the detailed operation By removing the group of, only muscle synergies corresponding to the detailed motion can be calculated.

운동 종류 중 스쿼트 동작을 사용자가 다수 회 수행함을 가정하면, 산출모듈(420)은 스쿼트 동작에 따라 획득되는 다수의 근전도 데이터를 그룹화한 후 동시 수축되는 근육그룹으로부터 근육시너지를 산출한다. 스쿼드 동작 당 산출되는 근육시너지가 4개인 경우, 20회의 스쿼트 동작을 수행하면 근육시너지는 80개가 산출될 수 있다. 상기 근육시너지는 상기 제2라이브러리(500)에 저장될 수 있다.Assuming that the user performs the squat motion multiple times among the types of exercise, the calculation module 420 groups a plurality of EMG data obtained according to the squat motion, and then calculates muscle synergy from the muscle group that contracts simultaneously. When there are 4 muscle synergies calculated per squad movement, 80 muscle synergies may be calculated by performing 20 squat movements. The muscle synergy may be stored in the second library 500.

상기 산출모듈(420)에서 산출된 근육시너지는 클러스터링모듈(430)을 통해 유사한 근육시너지가 그룹화 되어 분류될 수 있다. 이 경우 다수의 근육시너지는 설정된 분류기준에 따라 유사한 근육시너지를 동일한 클러스터로 분류할 수 있다. 상술한 예에서, 80개의 근육시너지는 6개의 근육시너지 클러스터로 분류될 수 있다. 상기 클러스터링모듈(430)을 통해 분류된 근육시너지 클러스터는 예컨대, 기립된 상태에서 동시에 활성화되는 근육그룹인 제1클러스터, 기립된 상태에서 중간 지점까지 앉는 동작에서 동시에 활성화되는 근육그룹인 제2클러스터, 중간 지점에서 하단 지점까지 앉는 동작에서 동시에 활성화되는 근육그룹인 제3클러스터, 하단 지점에 앉아 있는 상태에서 동시에 활성화되는 근육그룹인 제4클러스터, 하단 지점에서 중간 지점까지 일어서는 동작에서 동시에 활성화되는 근육그룹인 제5클러스터, 중간 지점에서 서 있는 상태로 일어설 때 활성화되는 근육그룹인 제6클러스터로 분류될 수 있다.The muscle synergy calculated by the calculation module 420 may be classified by grouping similar muscle synergies through the clustering module 430. In this case, a plurality of muscle synergies can be classified into the same cluster according to the set classification criteria. In the above example, 80 muscle synergies may be classified into 6 muscle synergy clusters. The muscle synergy clusters classified through the clustering module 430 include, for example, a first cluster that is a muscle group that is activated simultaneously in a standing state, a second cluster that is a muscle group that is simultaneously activated in a sitting motion from a standing state to an intermediate point, The third cluster, which is a muscle group that is activated simultaneously in the sitting motion from the middle point to the lower point, the fourth cluster, which is a muscle group that is activated simultaneously while sitting at the lower point, and the muscles that are activated simultaneously in the motion of standing from the lower point to the middle point. The group can be classified into a fifth cluster and a sixth cluster, which is a muscle group that is activated when a person stands in a standing state at an intermediate point.

제2라이브러리(500)는 상기 근육시너지와 근육시너지 클러스터를 저장하며, 상기 근육시너지 또는 근육시너지 클러스터는 제1분석부(200)에서 산출된 세부동작에 따라 구분되어 저장될 수 있다.The second library 500 stores the muscle synergy and muscle synergy cluster, and the muscle synergy or muscle synergy cluster may be classified and stored according to the detailed operation calculated by the first analysis unit 200.

또한, 제2라이브러리(500)에는 다수의 사용자가 각각 특정 동작을 수행함에 따른 근육시너지 또는 근육시너지 클러스터가 저장될 수 있다. 이 경우 제2라이브러리(500)는 미리 저장된 다수의 사용자의 근육시너지 등에 대응하도록 분류하여 상기 근육시너지나 근육시너지 클러스터를 저장하는 것이 바람직하다.Further, the second library 500 may store muscle synergy or muscle synergy clusters according to each of a plurality of users performing a specific operation. In this case, it is preferable that the second library 500 stores the muscle synergies or muscle synergy clusters by classifying them to correspond to muscle synergies of a plurality of users stored in advance.

본 발명의 특성추출부(600)는, 상기 세부동작별 다수 사용자의 근육시너지가 저장된 제2라이브러리(500)와 상기 제2분석부(400)에서 산출된 근육시너지를 비교하여 상기 사용자의 근육시너지 특성을 추출한다. 이 경우 특성추출부(600)는 제1분석부(200) 또는 제1라이브러리(300)로부터 세부동작에 대한 정보를 획득하여 근육시너지 비교에 활용할 수 있다.The characteristic extracting unit 600 of the present invention compares the muscle synergy calculated by the second analysis unit 400 with the second library 500 in which the muscle synergy of a plurality of users for each detailed motion is stored, and the muscle synergy of the user is Extract features. In this case, the characteristic extracting unit 600 may obtain information on a detailed motion from the first analysis unit 200 or the first library 300 and use it for muscle synergy comparison.

예를 들어, 제2라이브러리(500)에 저장된 다수 사용자의 근육시너지가 1번 세부동작에서 제1클러스터를 가지는 경우, 특성추출부(600)는 특정 사용자의 1번 세부동작에서 제1클러스터를 가질 확률을 산출할 수 있다. 운동 종류 중 스쿼트를 예로 들면, 앉는 세부동작에서 제1클러스터의 근육시너지가 활성화되는 것이 바람직하다고 가정하였을 때 특성추출부(600)에서 산출된 확률을 통해 사용자는 운동 자세와 방법을 교정할 수 있다.For example, when the muscle synergy of multiple users stored in the second library 500 has a first cluster in the first detailed motion, the characteristic extracting unit 600 may have the first cluster in the first detailed motion of the specific user. You can calculate the probability. For example, squat among the types of exercise, the user can correct the exercise posture and method through the probability calculated by the characteristic extraction unit 600 when it is assumed that it is desirable to activate the muscle synergy of the first cluster in the detailed sitting motion. .

또한, 상기 특성추출부(600)는, 상기 수준정보에 대응하여 각각의 근육시너지 클러스터의 고강도(High performance)의 운동 수준일 때 점유율과 저강도(Low performance)의 운동 수준일 때 점유율을 산출할 수 있다. 예컨대, 제1클러스터와 제2클러스터에 포함된 근육시너지들은 고강도일 때의 점유율이 90%이고, 제3클러스터에 포함된 근육시너지들은 저강도일 때의 점유율이 80%로 산출할 수 있다.In addition, the characteristic extracting unit 600 calculates the occupancy at the high-performance exercise level of each muscle synergy cluster and the occupancy at the low-performance exercise level in response to the level information. I can. For example, muscle synergies included in the first cluster and the second cluster may have a share of 90% at high strength, and the share of muscle synergies included in the third cluster at low strength may be calculated as 80%.

위 방식에 따라 근육시너지 클러스터의 점유율을 산출하는 특성추출부(600)는 사용자의 세부동작에 따라 활성화되는 근육시너지의 점유율을 산출하여 사용자가 고강도 또는 저강도의 운동수준에서 잘못된 근육 활성 패턴을 확인할 수 있도록 하며, 고강도 또는 저강도의 운동수준에서 어떤 근육 패턴을 사용하여야 향상된 운동 능력을 발휘할 수 있는지 피드백할 수 있다.The characteristic extracting unit 600 that calculates the share of the muscle synergy cluster according to the above method calculates the share of the muscle synergy that is activated according to the detailed motion of the user, so that the user can check the wrong muscle activity pattern at the high or low intensity exercise level. It is possible to provide feedback on which muscle pattern should be used at the high or low intensity exercise level in order to exhibit improved athletic performance.

본 발명의 일 실시예에서 상기 특성추출부(600)에서 추출된 사용자의 근육시너지 특성을 디스플레이를 통해 시각적으로 표시하는 표시부(700)를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a display unit 700 for visually displaying the muscle synergy characteristics of the user extracted by the characteristic extraction unit 600 may be further included.

상기 표시부(700)를 통해 표시되는 근육시너지 특성은 상술한 세부동작에서의 근육시너지 클러스터의 확률이나 운동수준에서의 근육시너지 클러스터의 점유율을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the muscle synergy characteristics displayed through the display unit 700 include the probability of the muscle synergy cluster in the detailed motion described above or the share of the muscle synergy cluster in the exercise level.

또한, 표시부(700)는 상기 제1라이브러리(300)에 저장된 운동 종류나 동작정보, 제2라이브러리(500)에 저장된 다수 사용자의 근육시너지를 표시하여 사용자가 시각적으로 비교하면서 자신의 근육 패턴을 확인할 수 있도록 함이 바람직하다. 상기 표시부(700)를 통해 표시되는 근육시너지 특성은 사용자가 인지하기 용이하도록 상기 디스플레이 상에는 미리 설정된 콘텐츠가 표시되며, 상기 근육시너지는 상기 콘텐츠의 규격에 맞도록 가공된 후 표시될 수 있다.In addition, the display unit 700 displays the type of exercise or motion information stored in the first library 300, and muscle synergy of multiple users stored in the second library 500 so that the user can visually compare and check their own muscle pattern. It is desirable to make it possible. The muscle synergy characteristic displayed through the display unit 700 may be displayed after a preset content is displayed on the display so that the user can easily recognize it, and the muscle synergy may be processed to conform to the standard of the content and then displayed.

사용자는 표시부(700)를 통해 자신의 운동 동작에 따라 활성화되는 근육그룹의 패턴, 즉 근육시너지와 타인의 운동 동작에 따른 근육시너지를 비교함으로써 자신의 운동 동작과 운동 상태를 인지할 수 있으며, 즉각적으로 피드백 할 수 있다.The user can recognize his/her own exercise motion and exercise state by comparing the pattern of the muscle group activated according to his/her own exercise motion, i.e., muscle synergy and muscle synergy according to the exercise motion of others through the display unit 700. You can give feedback.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 근육시너지 라이브러리를 이용한 근육시너지 특성 산출방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flow chart showing a method of calculating muscle synergy characteristics using a muscle synergy library according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 근육시너지 라이브러리를 이용한 근육시너지 특성 산출방법은 사용자의 메인동작을 인식하고, 미리 저장된 동작정보가 포함된 제1라이브러리(300)와 비교하여 상기 메인동작에 포함된 복수의 세부동작을 산출하는 제1산출단계(S200), 상기 사용자의 메인동작에 따른 근전도 데이터를 측정하고, 상기 근전도 데이터를 기반으로 상기 사용자의 메인동작 시 활성화되는 근육그룹인 근육시너지를 상기 세부동작별 산출하는 제2산출단계(S300) 및 다수 사용자의 근육시너지가 저장된 제2라이브러리(500)와 상기 세부동작별 근육시너지를 비교하여 근육시너지의 특성을 추출하는 특성추출단계(S400)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the method for calculating muscle synergy characteristics using a muscle synergy library according to an embodiment of the present invention recognizes the user's main motion and compares it with the first library 300 including pre-stored motion information. A first calculation step (S200) of calculating a plurality of detailed motions included in the main motion, measuring EMG data according to the user's main motion, and being a muscle group activated during the main motion of the user based on the EMG data A second calculation step (S300) of calculating muscle synergy for each of the detailed movements and a characteristic extraction step of extracting the characteristics of the muscle synergy by comparing the muscle synergy for each detailed movement with the second library 500 in which the muscle synergy of multiple users is stored (S400) is included.

상기 제1산출단계(S200)는 상술한 제1분석부(200)와 제1라이브러리(300)를 이용하여 수행할 수 있으며, 사용자의 메인동작 인식은 사용자의 동작을 촬영하여 획득한 이미지나 영상을 분석하거나 사용자의 신체에 접촉 가능한 관성센서를 이용할 수 있다.The first calculation step (S200) may be performed using the first analysis unit 200 and the first library 300 described above, and the recognition of the user's main motion is an image or image acquired by photographing the user's motion. Can be analyzed or an inertial sensor that can contact the user's body can be used.

제2산출단계(S300)는 상술한 제2분석부(400)와 제2라이브러리(500)를 이용하여 수행할 수 있으며, 제1산출단계(S200)에서 산출된 세부동작 각각에 대응되는 근육시너지를 산출한다. 상기 근육시너지의 산출은 활성화되는 근전도 데이터의 그룹으로부터 산출될 수 있다.The second calculation step (S300) can be performed using the second analysis unit 400 and the second library 500 described above, and muscle synergy corresponding to each of the detailed motions calculated in the first calculation step (S200) Yields The muscle synergy may be calculated from a group of activated EMG data.

특성추출단계(S400)는 상술한 특성추출부(600)가 이용될 수 있으며, 상기 근육시너지의 특성은 상술한 세부동작에서의 근육시너지 클러스터의 확률이나 운동수준에서의 근육시너지 클러스터의 점유율을 포함하는 것이 바람직하다.In the characteristic extraction step (S400), the above-described characteristic extraction unit 600 may be used, and the characteristic of the muscle synergy includes the probability of the muscle synergy cluster in the detailed motion or the share of the muscle synergy cluster at the exercise level. It is desirable to do.

본 발명의 일 실시예에서 사용자의 신체 또는 메인동작에 대한 사전정보를 획득하는 설정단계(S100)를 더 포함할 수 있다. 상기 설정단계(S100)는 상술한 설정부(100)를 이용할 수 있으며, 상기 제1산출단계(S200)의 수행 전 사용자가 직접 사전정보를 입력하거나, 상기 제1산출단계(S200)의 수행 후 사용자의 메인동작 인식을 통해 사전정보를 획득할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a setting step (S100) of acquiring prior information on the user's body or main motion may be further included. In the setting step (S100), the above-described setting unit 100 may be used, and the user directly inputs dictionary information before the first calculation step (S200) is performed, or after the first calculation step (S200) is performed. Prior information can be obtained through recognition of the user's main motion.

본 발명의 일 실시예에서 상기 특성추출단계(S400)에서 추출된 근육시너지의 특성을 디스플레이를 통해 시각적으로 표시하는 표시단계(S500)를 더 포함할 수 있다. 상기 표시단계(S500)는 상술한 표시부(700)를 이용할 수 있으며, 사용자는 상기 근육시너지 특성을 확인함으로써 운동 동작과 상태를 인지하고 피드백할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a display step (S500) of visually displaying the characteristic of the muscle synergy extracted in the characteristic extraction step (S400) may be further included. In the display step S500, the above-described display unit 700 may be used, and the user may recognize and feed back an exercise motion and state by checking the muscle synergy characteristics.

100 : 설정부
200 : 제1분석부
300 : 제1라이브러리
400 : 제2분석부
410 : 센싱모듈
420 : 산출모듈
430 : 클러스터링모듈
500 : 제2라이브러리
600 : 특성추출부
700 : 표시부
S100 : 설정단계
S200 : 제1산출단계
S300 : 제2산출단계
S400 : 특성추출단계
S500 : 표시단계
100: setting unit
200: first analysis unit
300: first library
400: second analysis unit
410: sensing module
420: calculation module
430: clustering module
500: second library
600: characteristic extraction unit
700: display
S100: Setting step
S200: First calculation step
S300: second calculation step
S400: Feature extraction step
S500: Display stage

Claims (10)

사용자의 메인동작을 인식하고, 미리 저장된 동작정보가 포함된 제1라이브러리와 비교하여 상기 메인동작에 포함된 복수의 세부동작을 산출하는 제1분석부;
상기 사용자의 메인동작에 따른 근전도 데이터를 측정하고, 상기 근전도 데이터를 기반으로 상기 사용자의 메인동작 시 활성화되는 근육그룹인 근육시너지를 산출하는 제2분석부; 및
상기 제1분석부에서 산출된 세부동작과 상기 제2분석부에서 산출된 근육시너지를 기반으로 상기 세부동작별 상기 사용자의 근육시너지의 특성을 추출하는 특성추출부;를 포함하는 것을 특성으로 하는 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템.
A first analysis unit that recognizes a user's main motion and compares it with a first library including pre-stored motion information to calculate a plurality of detailed motions included in the main motion;
A second analysis unit that measures EMG data according to the user's main motion, and calculates muscle synergy, which is a muscle group activated during the user's main motion, based on the EMG data; And
A muscle characterized by comprising: a characteristic extracting unit for extracting characteristics of the user's muscle synergy for each of the detailed movements based on the detailed motion calculated by the first analysis unit and the muscle synergy calculated by the second analysis unit. Exercise coaching system using synergy library.
제 1항에 있어서,
상기 특성추출부에서 추출된 사용자의 근육시너지 특성을 디스플레이를 통해 시각적으로 표시하는 표시부;를 더 포함하는 것을 특성으로 하는 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템.
The method of claim 1,
An exercise coaching system using a muscle synergy library, further comprising: a display unit for visually displaying the muscle synergy characteristics of the user extracted from the characteristic extraction unit through a display.
제 1항에 있어서,
사용자의 신체 및 메인동작에 대한 사전정보를 획득하는 설정부;를 더 포함하는 것을 특성으로 하는 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템.
The method of claim 1,
An exercise coaching system using a muscle synergy library characterized by further comprising a; setting unit for obtaining prior information on the user's body and main motion.
제 1항에 있어서,
상기 제1분석부는,
상기 사용자의 동작을 촬영하여 획득한 이미지 또는 영상을 분석하거나, 관성센서를 통해 획득한 관성변화정보를 분석하여 상기 사용자의 메인동작을 인식하는 것을 특성으로 하는 것을 특성으로 하는 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템.
The method of claim 1,
The first analysis unit,
Exercise using a muscle synergy library characterized by recognizing the user's main motion by analyzing the image or image acquired by photographing the user's motion or analyzing the inertia change information acquired through the inertial sensor Coaching system.
제 1항에 있어서,
상기 제2분석부는,
상기 근전도 데이터를 획득하는 센싱모듈;
상기 사용자의 동작 시 활성화되는 근전도 데이터의 그룹패턴으로부터 상기 근육시너지를 산출하는 산출모듈; 및
클러스터링을 활용하여 상기 산출모듈에서 산출된 다수의 근육시너지 중 유사한 근육시너지를 그룹화하는 클러스터링모듈;을 포함하는 것을 특성으로 하는 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템.
The method of claim 1,
The second analysis unit,
A sensing module that acquires the EMG data;
A calculation module for calculating the muscle synergy from a group pattern of EMG data activated when the user operates; And
An exercise coaching system using a muscle synergy library, comprising: a clustering module for grouping similar muscle synergies among a plurality of muscle synergies calculated by the calculation module using clustering.
제 5항에 있어서,
상기 제2분석부는,
상기 제1분석부에서 산출된 세부동작을 기반으로 상기 근전도 신호에 포함된 동적 잡음을 제거하는 것을 특성으로 하는 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템.
The method of claim 5,
The second analysis unit,
An exercise coaching system using a muscle synergy library characterized by removing dynamic noise included in the EMG signal based on the detailed motion calculated by the first analysis unit.
제 1항에 있어서,
상기 특성추출부는,
상기 세부동작별 다수 사용자의 근육시너지가 저장된 제2라이브러리와 상기 제2분석부에서 산출된 근육시너지를 비교하여 상기 근육시너지 특성을 추출하는 것을 특성으로 하는 근육시너지 라이브러리를 이용한 운동 코칭 시스템.
The method of claim 1,
The feature extraction unit,
An exercise coaching system using a muscle synergy library characterized by extracting the muscle synergy characteristics by comparing the muscle synergy calculated by the second analysis unit with a second library in which the muscle synergies of multiple users for each detailed motion are stored.
사용자의 메인동작을 인식하고, 미리 저장된 동작정보가 포함된 제1라이브러리와 비교하여 상기 메인동작에 포함된 복수의 세부동작을 산출하는 제1산출단계;
상기 사용자의 메인동작에 따른 근전도 데이터를 측정하고, 상기 근전도 데이터를 기반으로 상기 사용자의 메인동작 시 활성화되는 근육그룹인 근육시너지를 상기 세부동작별 산출하는 제2산출단계; 및
다수 사용자의 근육시너지가 저장된 제2라이브러리와 상기 세부동작별 근육시너지를 비교하여 근육시너지의 특성을 추출하는 특성추출단계;를 포함하는 것을 특성으로 하는 근육시너지 라이브러리를 이용한 근육시너지 특성 산출방법.
A first calculation step of recognizing a user's main motion and comparing it with a first library including pre-stored motion information to calculate a plurality of detailed motions included in the main motion;
A second calculation step of measuring EMG data according to the user's main motion, and calculating muscle synergy, which is a muscle group activated during the user's main motion, for each of the detailed motions based on the EMG data; And
A method for calculating muscle synergy characteristics using a muscle synergy library comprising a; characteristic extraction step of extracting characteristics of muscle synergy by comparing the muscle synergy for each detailed motion with a second library in which muscle synergies of multiple users are stored.
제 8항에 있어서,
상기 제1산출단계 수행 전 사용자의 신체 또는 메인동작에 대한 사전정보를 획득하는 설정단계;를 더 포함하는 것을 특성으로 하는 근육시너지 라이브러리를 이용한 근육시너지 특성 산출방법.
The method of claim 8,
A method for calculating muscle synergy characteristics using a muscle synergy library, further comprising: a setting step of obtaining prior information on a user's body or main motion before performing the first calculation step.
제 8항에 있어서,
상기 특성추출단계에서 추출된 근육시너지의 특성을 디스플레이를 통해 시각적으로 표시하는 표시단계;를 더 포함하는 것을 특성으로 하는 근육시너지 라이브러리를 이용한 근육시너지 특성 산출방법.
The method of claim 8,
A display step of visually displaying the characteristics of the muscle synergy extracted in the characteristic extraction step through a display; a method for calculating muscle synergy characteristics using a muscle synergy library as a characteristic.
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