KR101810560B1 - 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치 및 그 방법 - Google Patents

무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치 및 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치는 9개의 구획으로 구분된 사각형상으로 이루어지고, 각 모서리에 구비된 4개의 무게 센서를 포함하는 발판; 상기 발판의 양측에 구비된 지지대; 상기 무게 센서에서 측정된 2방향 힘, 및 총 힘을 산출하여 하지 훈련자의 위치를 산출하고, 상기 위치에 대응하는 상기 구획을 산출하며, 무게중심의 이동거리를 산출하여 상기 하지 훈련자의 무게중심을 연산하고, 상기 연산 결과에 따라 실행중인 게임에서 아이템을 획득하여 점수화하되, 동일 아이템에 대해여 상기 연산 결과에 따라 차등 점수화하고, 하지 훈련자의 균형 상태를 평가하는 제어부; 실행중인 상기 게임 및 상기 평가 결과를 디스플레이하는 표시부; 및 상기 게임, 상기 평가, 및 상기 발판에 대한 설정을 입력하는 입력부;를 포함한다.

Description

무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치 및 그 방법{Training exercise apparatus for lower limb using movement of center of gravity and method thereof}
본 발명은 하체 운동 훈련 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히, 고령자 또는 하지 근력이 약한 허약자를 위한 하체(하지) 근력 강화를 위한 보행 운동기기로서 하지 훈련자의 무게중심 이동에 의한 위치 선택에 따라 아이템을 획득하여 점수화하는 게임을 이용하여 하체의 근력 강화를 위한 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치 및 그 방법에 관한 것이다(본 발명은 미래창조과학부에서 지원하는 구가연구개발 사업(휴먼케어콘텐츠 개발 사업)에 따른 "근력강화와 인지능력 및 균형능력 향상 콘텐츠가 결합된 휴먼케어 시스템 개발" 연구과제의 결과물임- 주관기관 : (주)맨엔텔, 연구기간 : 2015.07.01. ~ 2016.03.31).
하체 운동 훈련 장치는 고령자 또는 하지 근력이 약한 허약자의 보행이나 균형 감각을 돕기 위한 장치로서 반복적인 운동을 유도하도록 구성된다. 특히, 최근에는 게임과 같은 시각적 요소들을 부가하여 하지 운동 훈련의 세부 동작과 관련된 움직임을 통하여 게임을 진행하도록 함으로써, 하지 운동 훈련을 보다 재미있고 흥미로운 방식으로 제공하기 위한 장치들이 등장하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 하체 운동 훈련 장치는 하지 훈련자의 움직임을 측정하기 위해 많은 수의 센서를 부가하므로 제조비용이 증가할 뿐만 아니라, 하지 운동 훈련에 따라 하체 기능의 개선 상태를 체감할 수 있도록 제공하는 요소가 부족하며, 더욱이, 정해진 게임을 반복적으로 수행하기 때문에 일정시간 후에는 지속적인 흥미를 유발시킬 만한 요소가 부족한 실정이다.
KR 1368637 B
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 최소한의 무게 센서를 이용하면서도 하지 훈련자의 무게중심 이동거리를 산출하고 이를 게임에 적용하여 하지 운동 훈련에 도울 수 있는 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 하지 훈련자의 게임 후 균형 상태를 평가하고 이를 게임의 차등화 점수에 반영하여 지속적인 흥미를 유발시킬 수 있는 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 9개의 구획으로 구분된 사각형상으로 이루어지고, 각 모서리에 구비된 4개의 무게 센서를 포함하는 발판; 상기 발판의 양측에 구비된 지지대; 상기 무게 센서에서 측정된 2방향 힘, 및 총 힘을 산출하여 하지 훈련자의 위치를 산출하고, 상기 위치에 대응하는 상기 구획을 산출하며, 무게중심의 이동거리를 산출하여 상기 하지 훈련자의 무게중심을 연산하고, 상기 연산 결과에 따라 실행중인 게임에서 아이템을 획득하여 점수화하되, 동일 아이템에 대해여 상기 연산 결과에 따라 차등 점수화하고, 하지 훈련자의 균형 상태를 평가하는 제어부; 실행중인 상기 게임 및 상기 평가 결과를 디스플레이하는 표시부; 및 상기 게임, 상기 평가, 및 상기 발판에 대한 설정을 입력하는 입력부;를 포함하는 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 무게 센서 각각의 측정값을 상기 2방향 힘, 및 총 힘으로 변환하여 하중을 산출하는 하중 산출부; 상기 2방향 힘 및 상기 총 힘의 비율에 따라 무게중심의 위치를 산출하는 위치 산출부; 상기 산출된 무게중심의 위치와 상기 9개의 구획을 구분하는 복수의 임계값에 따라 해당 구획을 산출하는 구획 산출부; 및 상기 산출된 무게중심의 위치에 대한 무게중심의 이동거리를 산출하는 이동거리 산출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 위치 산출부는 하기의 식에 따라 상기 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)를 산출할 수 있다:
Figure 112016025543314-pat00001
여기서, 여기서, i는 어느 하나의 무게 센서에 대한 인덱스이고, FiXi는 해당 무게 센서의 x축 방향에 대한 힘, FiYi는 해당 무게 센서의 y축 방향에 대한 힘, Fi는 해당 무게 센서의 총 힘.
일 실시예에서, 상기 구획 산출부는 상기 산출된 무게중심의 위치와 상기 복수의 임계값의 크기를 비교하여 해당 구획을 산출하며, 상기 복수의 임계값은 상기 발판의 원점으로부터 좌측방향 및 우측방향으로 각각 일정 거리 이격된 제1임계값 및 제2임계값, 및 상기 발판의 원점으로부터 전방 및 후방으로 각각 일정 거리 이격된 제3임계값 및 제4임계값을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이동거리 산출부는 상기 산출된 무게중심의 위치와 상기 발판의 원점 사이의 거리를 연산하여 상기 무게중심의 이동거리로서 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 연산 결과에 따라 위치를 선택하여 아이템을 획득하여 점수화하는 게임을 실행하고, 상기 획득된 아이템에 대하여 상기 산출된 이동거리의 크기에 따라 차등화된 점수를 부여하되, 해당 구획의 중심에 근접할수록 높은 점수를 부여하는 게임 실행부; 및 상기 구획 중 임의의 2개의 구획에 하지 훈련자가 발을 위치시키도록 안내하고, 상기 하지 훈련자에 의해 측정되는 무게중심을 일정 횟수 반복 측정하여 평균값과 상기 발판의 원점 사이의 거리에 따른 무게중심의 이동거리에 따라 좌우 균형 비율을 산출하여 상기 표시부에 디스플레이하도록 처리하는 평가 처리부;를 더 포함하고, 상기 게임 실행부는 상기 평가 결과에 따라 상기 게임의 점수화에 대한 차등 간격을 조정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 9개의 구획으로 구분된 사각형상으로 이루어진 발판의 각 모서리에 구비된 4개의 무게 센서에 대하여 무부하 상태의 오프셋을 산출하여 초기화하는 단계; 상기 발판에서 하지 훈련자의 무게중심에 따라 위치를 선택하여 아이템을 획득하고, 상기 획득된 아이템을 점수화하는 게임을 실행하는 단계; 상기 무게 센서에서 측정된 2방향 힘, 및 총 힘을 산출하여 하지 훈련자의 위치를 산출하고, 상기 위치에 대응하는 상기 구획을 산출하며, 무게중심의 이동거리를 산출하여 상기 하지 훈련자의 무게중심을 연산하는 단계; 상기 연산 결과에 따라 실행중인 상기 게임에서 아이템을 획득하여 점수화하되, 동일 아이템에 대해여 상기 연산 결과에 따라 차등 점수화하는 단계; 및 상기 게임의 종료 후에 하지 훈련자의 균형 상태를 평가하는 단계;를 포함하는 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 방법이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 연산하는 단계는, 상기 무게 센서 각각의 측정값을 상기 2방향 힘, 및 총 힘으로 변환하여 하중을 산출하는 단계; 상기 2방향 힘 및 상기 총 힘의 비율에 따라 무게중심의 위치를 산출하는 단계; 상기 산출된 무게중심의 위치와 상기 9개의 구획을 구분하는 복수의 임계값에 따라 해당 구획을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 무게중심의 위치에 대한 무게중심의 이동거리를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 위치를 산출하는 단계는 하기의 식에 따라 상기 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)를 산출할 수 있다:
Figure 112016025543314-pat00002
여기서, i는 어느 하나의 무게 센서에 대한 인덱스이고, FiXi는 해당 무게 센서의 x축 방향에 대한 힘, FiYi는 해당 무게 센서의 y축 방향에 대한 힘, Fi는 해당 무게 센서의 총 힘.
일 실시예에서, 상기 구획을 산출하는 단계는 상기 산출된 무게중심의 위치와 상기 임계값의 크기를 비교하여 해당 구획을 산출하며, 상기 임계값은 상기 발판의 원점으로부터 좌측방향 및 우측방향으로 각각 일정 거리 이격된 제1임계값 및 제2임계값, 및 상기 발판의 원점으로부터 전방 및 후방으로 각각 일정 거리 이격된 제3임계값 및 제4임계값을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이동거리를 산출하는 단계는 상기 산출된 무게중심의 위치와 상기 발판의 원점 사이의 거리를 연산하여 상기 무게중심의 이동거리로서 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 방법은 상기 평가 결과에 따라 상기 게임의 점수화에 대한 차등 간격을 조정하는 단계를 더 포함하고, 상기 차등 점수화하는 단계는 상기 획득된 아이템에 대하여 상기 산출된 이동거리의 크기에 따라 차등화된 점수를 부여하되, 해당 구역의 중심에 근접할수록 높은 점수를 부여하며, 상기 평가하는 단계는, 상기 구획 중 임의의 2개의 구획에 하지 훈련자가 발을 위치시키도록 측정 위치를 표시하는 단계; 상기 하지 훈련자에 의해 측정되는 무게중심을 일정 횟수 반복 측정하여 평균값을 산출하고, 상기 평균값과 상기 발판의 원점 사이의 거리에 따른 무게중심의 이동거리를 산출하는 단계; 상기 무게중심의 이동거리에 따라 좌우 균형 비율을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 균형 비율을 상기 표시부에 디스플레이하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치 및 방법은 최소한의 무게 센서를 이용하면서도 하지 훈련자의 무게중심 이동거리를 산출하고 이를 게임에 적용함으로써, 하지 운동 훈련의 흥미를 유발하여 하지 운동 훈련의 효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 하지 훈련자의 게임 후 균형 상태를 평가하고 이를 게임의 차등화 점수에 반영하여 하지 운동 훈련 과정에서의 상태를 모니터링 하는 동시에 하지 훈련자가 상태의 호전을 확인할 수 있으므로, 점수의 고득점화에 따라 지속적인 관심을 유도할 수 있다.
또한, 본 발명은 발판의 원점을 중심으로 구획 및 위치 선정을 위한 알고리즘을 통하여 최소한의 무게 센서를 이용함으로써, 센서의 수를 감소시키므로 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치의 사시도이고,
도 2는 도 1의 발판의 세부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치의 구성을 나타낸 블록도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치의 게임의 일예의 화면을 나타낸 도면이며,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치의 무게중심 이동거리 산출을 설명하기 위한 도면이고,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치의 균형 평가를 위한 화면을 나타낸 도면이며,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 방법의 순서도이고,
도 8은 도 7의 무게중심 연산의 세부 절차를 나타낸 순서도이며,
도 9는 도 7의 위치별 아이템 획득의 세부 절차를 나타낸 순서도이고,
도 10은 도 7의 평가 실행의 세부 절차를 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 발명의 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치(100)는 고령자 또는 하지 근력이 약한 허약자를 위한 하체(하지) 근력 강화를 위한 보행 운동기기로서, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 발판(110), 지지대(120), 디스플레이 장치(130), 입력부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
발판(110)은 사각형상으로 이루어지고, 상판에는 9개의 구획으로 구분되는 구획선(112)이 표시될 수 있다. 여기서, 각 구획은 하지 훈련자의 움직임에 따라 후술하는 게임에서 전후좌우의 선택을 위한 영역이다.
일례로, 발판(110)은 가로 및 세로 각각 1m의 크기로 구성될 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이, 발판의 중심을 원점으로 하여 전후좌우로 50㎝ ~ -50㎝ 범위의 좌표로 구성될 수 있다.
이러한 발판(110)은 도 2에 도시된 바와 같이, 각 모서리에 4개의 무게 센서를 구비할 수 있다. 일례로, 발판(110)은 구획선(112)이 표시된 상판과 하판 사이에서, 4개의 모서리에 각각 하나의 무게 센서(110a~110d)가 배치될 수 있다. 이때, 무게 센서(110a~110d)는 x축 및 y축 방향을 감지하는 2축 센서일 수 있다.
지지대(120)는 하지 훈련자가 필요에 따라 의지하도록 발판(110)의 양측에 구비될 수 있다. 이러한 지지대(120)는 수직 지지부(122) 및 곡선 지지부(124)를 포함할 수 있다.
수직 지지부(122)는 발판(110)의 전방부의 양측 모서리에서 수직으로 구비되며, 곡선 지지부(124)는 수직 지지부(122)에 연장되어 발판(110)의 후방부 양측 모서리에 결합될 수 있다.
이때, 곡선 지지부(124)는 하지 훈련자에 의한 파지가 용이하도록 수직 지지부(122)에서 후방부의 양측 모서리로 갈수록 완만한 경사를 갖는 곡선 형상으로 이루어질 수 있다. 이러한 곡선 지지부(124)의 일부에는 하지 훈련자의 파지시 미끄러지지 않도록 미끄럼 방지부(124a)가 구비될 수 있다.
디스플레이 장치(130)는 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치(100)에 의해 실행되는 게임 및 하지 훈련자의 균형 평가를 디스플레이할 수 있다. 이러한 디스플레이 장치(130)는 표시부(132), 높이 조정부(134), 받침부(136), 및 이동체(138)를 포함할 수 있다.
표시부(132)는 예를 들면, LCD, 터치스크린 등과 같은 디스플레이 디바이스일 수 있다. 이때, 표시부(132)가 터치스크린으로 이루어진 경우, 후술하는 바와 같은 입력부(140)와 표시부(132)는 일체로 구성될 수 있다.
높이 조정부(134)는 표시부(132)의 지지 기능을 가지며, 표시부(132)의 대략 중앙부에 결합될 수 있다. 이러한 높이 조정부(134)는 하지 훈련자의 키에 따라 높이가 조정될 수 있다.
받침부(136)는 입력부(140)가 별도로 구성되는 경우 하지 훈련자가 용이하게 조작하기 위해 입력부(140)를 배치하거나, 하지 훈련자의 휴대용품을 배치하도록 평판형으로 이루어질 수 있다. 이러한 받침부(136)는 하지 훈련자의 키에 따라 높이가 조정될 수 있다.
이동체(138)는 디스플레이 장치(130)의 장치의 위치를 조정하도록 하부에 이동용 바퀴를 구비할 수 있다. 여기서, 이동체(138)는 바퀴를 고정하도록 구성될 수 있다. 이러한 이동체(138)는 디스플레이 장치(130)가 독립적으로 기립하여 배치되도록 지지하는 기능을 갖는다.
입력부(140)는 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치(100)에 의해 실행되는 게임 또는 균형 평가 및 발판(110)에 대한 설정이 입력될 수 있다. 이러한 입력부(140)는 키보드 또는 마우스 등과 같은 입력 디바이스일 수 있다. 이때, 입력부(140)는 표시부(132)와 유선 또는 무선으로 통신을 수행하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
제어부(150)는 발판(110)의 무게 센서(110a~110d)로부터 측정된 정보를 기초로 무게 중심을 연산할 수 있고, 이를 기초로 게임의 실행 및 하지 훈련자의 균형 평가를 수행할 수 있다.
이러한 제어부(150)는 발판(110)의 내부에 내장될 수 있다. 이때, 제어부(150)와 표시부(132) 또는 입력부(140)와 무선 통신하기 위한 무선통신 모듈이 구비될 수 있다. 대안적으로, 제어부(150)는 유선 통신 방식으로 표시부(132) 또는 입력부와 통신을 수행할 수 있다.
여기서, 제어부(150)는 무게 센서(110a~110d)에 측정된 2방향 힘, 및 총 힘을 산출하여 하지 훈련자의 위치를 산출하고, 산출된 위치에 대응하는 구획을 산출하며, 무게중심의 이동거리를 산출하여 하지 훈련자의 무게중심을 연산하고, 연산 결과에 따라 실행중인 게임에서 아이템을 획득하여 점수화하되, 동일 아이템에 대해여 상기 연산 결과에 따라 차등 점수화하고, 하지 훈련자의 균형 상태를 평가할 수 있다. 이러한 제어부(150)는 무게중심 연산부(152), 게임 실행부(154) 및 평가 처리부(156)를 포함할 수 있다.
무게중심 연산부(152)는 게임에 활용하기 위한 하지 훈련자의 움직임에 대응하는 무게중심을 연산하기 위한 것으로, 하중 산출부(152a), 위치 산출부(152b), 구획 산출부(152c), 및 이동거리 산출부(152d)를 포함할 수 있다.
하중 산출부(152a)는 무게 센서(110a~110d) 각각의 측정값을 x방향 및 y방향과 같은 2방향 힘, 및 총 힘으로 변환하여 하중을 산출할 수 있다. 즉, 하중 산출부(152a)는 무게 센서(110a~110d)로부터 측정된 전압값을 힘의 크기로 변환할 수 있다.
위치 산출부(152b)는 산출된 2방향 힘 및 총 힘의 비율에 따라 무게중심의 위치를 산출할 수 있다. 일례로, 위치 산출부(152b)는 하기의 식에 따라 상기 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)를 산출할 수 있다:
Figure 112016025543314-pat00003
여기서, i는 어느 하나의 무게 센서에 대한 인덱스이고, FiXi는 해당 무게 센서의 x축 방향에 대한 힘, FiYi는 해당 무게 센서의 y축 방향에 대한 힘, Fi는 해당 무게 센서의 총 힘.
즉, 위치 산출부(152b)는 발판(110)의 4개의 모서리에 배치된 무게 센서(110a~110d) 각각에 대한 총 힘(Fi)의 합과, 그에 대한 x축 방향의 힘(Fixi) 및 y축 방향의 힘(Fiyi)의 합의 크기에 따른 무게중심의 위치를 발판(110)에서의 좌표로 산출할 수 있다.
일례로, 발판(110)이 50㎝ ~ -50㎝로 구성되는 경우, 상기 수학식 1에서 인덱스는 i는 무게 센서(110a~110d)의 발판(110)에서의 좌표를 나타내는 위치로서, 인덱스 1은 발판(110)의 1사분면 모서리(50,50), 인덱스 2는 2사분면 모서리(-50,50), 인덱스 3은 3사분면 모서리(-50,-50), 인덱스 4는 4사분면 모서리(50,-50)에 대응된다.
구획 산출부(152c)는 위치 산출부(152b)에서 산출된 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)와 9개의 구획을 구분하는 복수의 임계값에 따라 해당 구획을 산출할 수 있다.
일례로, 구획 산출부(152c)는 산출된 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)와 복수의 임계값의 크기를 비교하여 도 2에 도시된 바와 같이 발판(110)에서 해당 구획을 산출할 수 있다. 여기서 해당 구획 산출을 위한 조건은 도 5에 도시된 바와 같은 복수의 임계값의 크기에 따라 결정된다.
여기서, 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)는 발판(110)에서 x축 및 y축 좌표를 위미하며, 제1임계값(- Xthr)은 발판(110)의 원점(0,0)으로부터 좌측방향으로 일정 거리 이격된 위치이고, 제2임계값(Xthr)은 발판(110)의 원점(0,0)으로부터 우측방향으로 일정 거리 이격된 위치이다. 또한, 제3임계값(Ythr)은 발판(110)의 원점(0,0)으로부터 전방으로 일정 거리 이격된 위치이고, 제4임계값(- Ythr)은 발판(110)의 원점(0,0)으로부터 후방으로 일정 거리 이격된 위치이다(도 5 참조).
이때, 구획 산출부(152c)는 무게중심 위치(CoPx) 값이 제1임계값(-Xthr)보다 작고, 무게중심 위치(CoPy)값이 제3임계값(Ythr)보다 크면 1번 구획으로 산출하고, 무게중심 위치(CoPx) 값이 제2임계값(Xthr)보다 크고, 무게중심 위치(CoPy)값이 제3임계값(Ythr)보다 크면 3번 구획으로 산출할 수 있다.
유사하게, 구획 산출부(152c)는 무게중심 위치(CoPx) 값이 제1임계값(-Xthr)보다 작고, 무게중심 위치(CoPy)값이 제4임계값(-Ythr)보다 작으면 7번 구획으로 산출하고, 무게중심 위치(CoPx) 값이 제2임계값(Xthr)보다 크고, 무게중심 위치(CoPy)값이 제4임계값(-Ythr)보다 작으면 9번 구획으로 산출할 수 있다.
또한, 구획 산출부(152c)는 무게중심 위치(CoPx) 값의 절대값이 제2임계값(Xthr)보다 작고, 무게중심 위치(CoPy)값이 제3임계값(Ythr)보다 크면 2번 구획으로 산출하고, 무게중심 위치(CoPx) 값의 절대값이 제2임계값(Xthr)보다 작고, 무게중심 위치(CoPy)값이 제4임계값(-Ythr)보다 작으면 8번 구획으로 산출할 수 있다. 이때, 구획 산출부(152c)는 발판(110)의 중심이며, 기준점인 5번 구획은 디플트(default)로 설정할 수 있다.
이동거리 산출부(152d)는 위치 산출부(152b)에서 산출된 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)에 대한 무게중심의 이동거리를 산출할 수 있다. 일례로, 이동거리 산출부(152d)는 아래의 수학식 3과 같이, 산출된 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)와 상기 발판의 원점(0,0) 사이의 거리를 연산하여 무게중심의 이동거리(d)로서 산출할 수 있다.
Figure 112016025543314-pat00004
이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치(100)는 4개의 무게 센서(110a~110d) 만으로도 하지 훈련자의 무게중심 이동을 연산할 수 있다.
게임 실행부(154)는 무게중심 연산부(152)에 의한 연산 결과에 따라 위치를 선택하여 아이템을 획득하는 게임을 실행할 수 있다. 즉, 게임 실행부(154)는 발판(110)에서의 중앙 구획(5번 구획)을 중심으로 전후좌우의 8개의 방향(1~4,6~9)에 대한 움직임을 입력으로 하여 게임에서 위치를 선택하도록 할 수 있다.
예를 들면, 게임 실행부(154)는 도 4에 도시된 바와 같이, 우측에 표시된 8개의 아이템 중에서 기준점(401)을 중심으로 우측 하단(402)에 있는 아이템을 획득하기 위해 발판(110)에서 5번 구획에서 9번 구획으로 무게중심이 변경된 경우, 이를 입력받아 해당 아이템(402)을 선택하게 할 수 있다. 이때, 선택된 아이템(403)은 좌측 화면에서 표시될 수 있다.
아울러, 게임 실행부(154)는 아이템을 점수화하여 해당 아이템의 점수 또는 누적 점수를 표시하도록 수행할 수 있다. 즉, 게임 실행부(154)는 동일한 아이템을 획득한 경우에도 산출된 이동거리의 크기에 따라 차등화된 점수를 부여할 수 있다.
일례로, 게임 실행부(154)는 발판(110)에서 동일한 구획이 선택되더라도 해당 구획의 중심에 근접할수록 높은 점수를 부여할 수 있다.
선택적으로, 게임 실행부(154)는 후술하는 바와 같은 평가 처리부(156)의 평가 결과에 따라 게임의 점수화에 대한 차등 간격을 조정할 수 있다. 즉, 게임 실행부(154)는 인지 능력을 향상시킬 수 있도록 정확한 위치를 선택하게 하거나, 균형 또는 운동 능력을 향상시킬 수 있도록 선택 위치의 이동거리를 크게 하도록 점수를 차등화할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치(100)는 점수화 차등에 의해 하지 훈련자가 자신의 상태를 쉽게 알 수 있을 뿐만 아니라, 하지 훈련자가 필요한 운동 방향으로 점수를 높게 부여함으로써 하지 훈련자의 운동을 유도하여 운동 효과를 촉진할 수 있다.
평가 처리부(156)는 게임 종료 후에 하지 훈련자의 균형 상태를 평가할 수 있다. 이러한 평가 처리부(156)는 도 6a에 도시된 바와 같이, 발판(110)에서 9개의 구획 중 임의의 2개의 구획에 하지 훈련자가 발(601)을 위치시키도록 안내하고, 하지 훈련자에 의해 측정되는 무게중심을 일정 횟수 반복 측정하여 평균값을 산출할 수 있다.
이때, 평가 처리부(156)는 도 6b에 도시된 바와 같이, 발판(110)의 원점과의 거리에 따른 무게중심의 이동거리에 따라 좌우 균형 비율(602)을 산출하여 표시부(132)에 디스플레이하도록 처리할 수 있다.
예를 들면, 하지 훈련자가 4번 구획과 6번 구획에 각각 발을 위치한 경우, 좌우 균형이 균일한 경우에는 제1임계값(- Xthr) 상 또는 그 부근에 무게중심이 위치되지만, 좌우 균형이 불균일한 경우, 제1임계값(- Xthr)의 좌측 또는 우측에 무게중심이 위치된다.
즉, 평가 처리부(156)는 무게중심의 원점인 발판(110)의 원점(0,0)으로부터, 현재 무게중심 위치 사이의 거리가 일정값을 벗어난 정도에 따라 좌우 균형 상태를 평가할 수 있다.
이때, 평가 처리부(156)는 무게중심의 이동거리에 따라 좌우 균형 비율을 산출할 수 있다. 예를 들면, 평가 처리부(156)는 발판(110)의 원점에 대한 무게중심의 이동거리가 제1임계값(- Xthr)보다 큰 경우, 좌측으로 무게중심이 치우친 것으로 평가하고, 제1임계값(- Xthr)보다 작은 경우, 우측으로 무게중심이 치우친 것으로 평가할 수 있다. 여기서, 평가 처리부(156)는 무게중심의 이동거리의 크기에 따라 치우친 정도를 수치화할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치(100)는 최소한의 무게 센서를 이용하면서도 하지 훈련자의 무게중심 이동거리를 산출하고 이를 게임에 적용함으로써, 하지 운동 훈련의 참여의 흥미를 유발하여 하지 운동 훈련의 효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치(100)는 하지 훈련자의 게임 후 균형 상태를 평가하고 이를 게임의 차등화 점수에 반영하여 하지 운동 훈련 과정에서의 상태를 모니터링 하는 동시에 하지 훈련자가 상태의 호전을 확인할 수 있으므로, 점수의 고득점화에 따라 지속적인 관심을 유도할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치(100)는 발판의 원점을 중심으로 구획 및 위치 선정을 위한 알고리즘을 통하여 최소한의 무게 센서를 이용함으로써, 센서의 수를 감소시키므로 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 방법을 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 방법(700)은 도 7에 도시된 바와 같이, 무부하 상태의 오프셋을 산출하는 초기화 단계(S701), 발판에서의 무게중심 이동에 따라 위치를 선택하여 아이템을 획득하는 게임을 실행하는 단계(S702), 발판에서의 무게중심을 연산하는 단계(S703), 연산 결과에 따라 위치별 아이템을 획득하는 단계(S704, S705), 좌우 균형 상태를 평가하는 단계(S706), 및 차등 점수화 간격을 조정하는 단계(S707)를 포함한다.
보다 상세히 설명하면, 먼저, 발판(110)의 각 모서리에 구비된 4개의 무게 센서(110a~110d)에 대하여 무부하 상태의 오프셋을 산출하여 초기화할 수 있다(단계 S701). 여기서, 발판(110)은 사각형상으로 이루어지고, 구획선(112)에 의해 9개의 구획으로 구분된다. 이러한 초기화 단계는 무게 센서(110a~110d)에 대한 발판(110)의 영점 조절을 포함할 수 있다.
다음으로, 발판(110)에서 하지 훈련자의 무게중심에 따라 위치를 선택하여 아이템을 획득하고, 획득된 아이템을 점수화하는 게임을 실행할 수 있다(단계 S702). 여기서, 실행되는 게임의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 도 4에 도시된바와 같이, 기준점(401)을 중심으로 상하좌우에 배치된 아이템을 선택하여 점수를 획득하는 게임이 적합하며, 이때, 위치의 선택은 발판(110)으로부터 입력된 무게중심에 따라 결정될 수 있다.
다음으로, 실행중인 게임에 활용하기 위한 하지 훈련자의 움직임에 대응하는 무게중심을 연산할 수 있다(단계 S703). 이때, 무게 중심의 연산은 무게 센서(110a~110d)에 의한 측정값에 기반하여 2방향 힘, 및 총 힘을 산출하고, 각 방향의 힘과 총 힘의 비율에 따라 하지 훈련자의 위치를 산출하며, 위치에 대응하는 구획을 산출하고, 무게중심의 이동거리를 산출하여 하지 훈련자의 무게중심을 연산하는 것을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하여 더 상세하게 설명하면, 먼저, 무게 센서(110a~110d) 각각의 측정값을 x 방향 및 y 방향과 같은 2방향 힘, 및 총 힘으로 변환하여 하중을 산출할 수 있다(단계 S801). 이때, 무게 센서(110a~110d)로부터 측정된 전압값을 힘의 크기로 변환할 수 있다.
다음으로, 산출된 2방향 힘 및 총 힘의 비율에 따라 무게중심의 위치를 산출할 수 있다(단계 S802).
이때, 발판(110)의 4개의 모서리에 배치된 무게 센서(110a~110d) 각각에 대한 총 힘(Fi)의 합과, 그에 대한 x축 방향의 힘(Fixi) 및 y축 방향의 힘(Fiyi)의 합의 크기에 따른 무게중심의 위치를 발판(110)에서의 좌표로 산출할 수 있다. 일례로, 상기 수학식 1에 따라 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)를 산출할 수 있다.
다음으로, 산출된 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)와 발판(110)의 9개의 구획을 구분하는 구획선(112)에 대응하는 복수의 임계값에 따라 해당 구획을 산출할 수 있다(단계 S803).
즉, 산출된 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)와 복수의 임계값(±Xhtr, ±Yhtr)의 크기를 비교하여 발판(110)에서 해당 구획을 산출할 수 있다. 이때, 해당 구획 산출을 위한 조건은 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 결정될 수 있다.
다음으로, 산출된 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)에 대한 무게중심의 이동거리를 산출할 수 있다(단계 S804).
이때, 상기 수학식 2와 같이, 산출된 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)와 발판(110)의 원점(0,0) 사이의 거리를 연산하여 무게중심의 이동거리(d)로서 산출할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 단계 S703의 연산 결과에 따라 실행중인 게임에서 아이템을 획득하여 점수화할 수 있다(단계 S704). 이때, 동일 아이템에 대해여 상기 연산 결과에 따라 차등 점수화할 수 있고, 획득된 점수 또는 누점 점수를 표시부(132)에 디스플레이할 수 있다.
도 9를 참조하여 더 상세하게 설명하면, 게임은 발판(110)에서 원점(5번 구획)에 위치한 상태에서 개시될 수 있다(단계 S901).
다음으로, 표시부(132)에 표시되는 아이템들을 확인한 후, 하지 훈련자가 발판(110)에서 움직임으로써, 단계 S703에서 산출된 결과를 이동위치의 선택으로서 입력받을 수 있다(단계 S902).
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 입력된 위치에 대응하는 해당 아이템을 획득하고, 해당 아이템에 대한 점수를 획득할 수 있다(단계 S903). 이때, 아이템을 점수화하여 해당 아이템의 점수 또는 누적 점수를 표시할 수 있다.
여기서, 해당 아이템에 대한 점수는 획득된 아이템에 대하여 산출된 무게중심의 이동거리의 크기에 따라 차등화로 구성될 수 있다. 일례로, 발판(110)에서 동일한 구획이 선택되더라도 해당 구획의 중심에 근접할수록 높은 점수를 부여할 수 있다.
선택적으로, 다음 아이템을 획득하기 위해, 하지 훈련자가 발판(110)의 원점(5번 구획)으로 복귀하게 할 수 있다(904). 즉, 하지 훈련자의 운동량을 향상시키기 위해 특정 아이템을 획득한 후 원래 위치(5번 구획)로 복귀한 후 다음 아이템을 획득해야만 점수를 부여할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 게임의 종료 후에 하지 훈련자의 균형 상태를 평가할 수 있다(단계 S706). 여기서, 상기 평가는 하지 훈련자의 직립 상태에서의 좌우 균형 상태를 평가하는 것이다.
도 10을 참조하여 더 상세하게 설명하면, 9개의 구획 중 임의의 2개의 구획에 하지 훈련자가 발을 위치시키도록 측정 위치를 표시부(132)를 통하여 표시할 수 있다(단계 S1001).
이때, 하지 훈련자에 의해 측정되는 무게중심을 일정 횟수 반복 측정하여 평균값을 산출하고, 발판(110)의 원점(0,0)과의 거리에 따른 무게중심의 이동거리를 산출할 수 있다(단계 S1002).
다음으로, 산출된 무게중심의 이동거리에 따라 좌우 균형 비율을 산출할 수 있다(단계 S1003). 여기서, 무게중심의 원점인 발판(110)의 원점(0,0)으로부터, 현재 무게중심 위치 사이의 거리가 일정값을 벗어난 정도에 따라 좌우 균형 상태를 평가할 수 있다.
이때, 발판(110)의 원점에 대한 무게중심의 이동거리가 제1임계값(- Xthr)보다 큰 경우, 좌측으로 무게중심이 치우친 것으로 평가하고, 제1임계값(- Xthr)보다 작은 경우, 우측으로 무게중심이 치우친 것으로 평가할 수 있다. 여기서, 무게중심의 이동거리의 크기에 따라 치우친 정도를 수치화할 수 있다.
다음으로, 산출된 균형 비율을 하지 훈련자가 확인할 수 있도록 표시부(132)에 표시할 수 있다(단계 S1004).
다시 도 7을 참조하면, 단계 S706의 평가 결과에 따라 게임의 점수화에 대한 차등 간격을 조정할 수 있다(단계 S707).
즉, 하지 훈련자의 인지 능력을 향상시킬 수 있도록 정확한 위치를 선택하게 하거나, 균형 또는 운동 능력을 향상시킬 수 있도록 선택 위치의 이동거리를 크게 하도록 점수를 차등화할 수 있다.
이와 같은 방법에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 방법(700)은 최소한의 무게 센서를 이용하면서도 하지 훈련자의 무게중심 이동거리를 산출하고 이를 게임에 적용함으로써, 하지 운동 훈련의 흥미를 유발하여 하지 운동 훈련의 효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 방법(700)은 하지 훈련자의 게임 후 균형 상태를 평가하고 이를 게임의 차등화 점수에 반영하여 하지 운동 훈련 과정에서의 상태를 모니터링 하는 동시에 하지 훈련자가 상태의 호전을 확인할 수 있으므로, 점수의 고득점화에 따라 지속적인 관심을 유도할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 방법(700)은 발판의 원점을 중심으로 구획 및 위치 선정을 위한 알고리즘을 통하여 최소한의 무게 센서를 이용함으로써, 센서의 수를 감소시키므로 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
상기와 같은 방법들은 도 3에 도시된 바와 같은 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치(100)에 의해 구현될 수 있고, 특히, 이러한 단계들을 수행하는 소프트웨어 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 이러한 프로그램들은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.
이 때, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 판독가능한 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함하며, 예를 들면, ROM, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 데이터 저장장치 등일 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치
110 : 발판 110a~110d : 무게 센서
112 : 구획선 120 : 지지대
122 : 수직 지지부 124 : 곡선 지지부
130 : 디스플레이 장치 132 : 표시부
134 : 높이 조정부 136 : 받침부
138 : 이동체 140 : 압력부
150 : 제어부 152 : 무게중심 연산부
152a : 하중 산출부 152b : 위치 산출부
152c : 구획 산출부 152d : 이동거리 산출부
154 : 게임 실행부 156 : 평가 처리부

Claims (12)

  1. 9개의 구획으로 구분된 사각형상으로 이루어지고, 각 모서리에 구비된 4개의 무게 센서를 포함하는 발판;
    상기 발판의 양측에 구비된 지지대;
    상기 무게 센서에서 측정된 2방향 힘, 및 총 힘을 산출하여 하지 훈련자의 위치를 산출하고, 상기 위치에 대응하는 상기 구획을 산출하며, 무게중심의 이동거리를 산출하여 상기 하지 훈련자의 무게중심을 연산하고, 상기 연산 결과에 따라 실행중인 게임에서 아이템을 획득하여 점수화하되, 동일 아이템에 대해여 상기 연산 결과에 따라 차등 점수화하고, 하지 훈련자의 균형 상태를 평가하는 제어부;
    실행중인 상기 게임 및 상기 평가 결과를 디스플레이하는 표시부; 및
    상기 게임, 상기 평가, 및 상기 발판에 대한 설정을 입력하는 입력부;를 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 무게 센서 각각의 측정값을 상기 2방향 힘, 및 총 힘으로 변환하여 하중을 산출하는 하중 산출부와, 상기 2방향 힘 및 상기 총 힘의 비율에 따라 무게중심의 위치를 산출하는 위치 산출부와, 상기 산출된 무게중심의 위치와 상기 9개의 구획을 구분하는 복수의 임계값에 따라 해당 구획을 산출하는 구획 산출부와, 상기 산출된 무게중심의 위치에 대한 무게중심의 이동거리를 산출하는 이동거리 산출부를 포함하며,
    상기 구획 산출부는 상기 산출된 무게중심의 위치와 상기 복수의 임계값의 크기를 비교하여 해당 구획을 산출하며, 상기 복수의 임계값은 상기 발판의 원점으로부터 좌측방향 및 우측방향으로 각각 일정 거리 이격된 제1임계값 및 제2임계값, 및 상기 발판의 원점으로부터 전방 및 후방으로 각각 일정 거리 이격된 제3임계값 및 제4임계값을 포함하는 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 위치 산출부는 하기의 식에 따라 상기 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)를 산출하는 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치.
    Figure 112017080603188-pat00005

    여기서, i는 어느 하나의 무게 센서에 대한 인덱스이고, FiXi는 해당 무게 센서의 x축 방향에 대한 힘, FiYi는 해당 무게 센서의 y축 방향에 대한 힘, Fi는 해당 무게 센서의 총 힘
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동거리 산출부는 상기 산출된 무게중심의 위치와 상기 발판의 원점 사이의 거리를 연산하여 상기 무게중심의 이동거리로서 산출하는 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 연산 결과에 따라 위치를 선택하여 아이템을 획득하고, 상기 획득된 아이템을 점수화하는 게임을 실행하고, 상기 획득된 아이템에 대하여 상기 산출된 이동거리의 크기에 따라 차등화된 점수를 부여하되, 해당 구획의 중심에 근접할수록 높은 점수를 부여하는 게임 실행부; 및
    상기 구획 중 임의의 2개의 구획에 하지 훈련자가 발을 위치시키도록 안내하고, 상기 하지 훈련자에 의해 측정되는 무게중심을 일정 횟수 반복 측정하여 평균값과 상기 발판의 원점 사이의 거리에 따른 무게중심의 이동거리에 따라 좌우 균형 비율을 산출하여 상기 표시부에 디스플레이하도록 처리하는 평가 처리부;를 더 포함하고,
    상기 게임 실행부는 상기 평가 결과에 따라 상기 게임의 점수화에 대한 차등 간격을 조정하는 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 장치.
  7. 9개의 구획으로 구분된 사각형상으로 이루어진 발판의 각 모서리에 구비된 4개의 무게 센서에 대하여 무부하 상태의 오프셋을 산출하여 초기화하는 단계;
    상기 발판에서 하지 훈련자의 무게중심에 따라 위치를 선택하여 아이템을 획득하고, 상기 획득된 아이템을 점수화하는 게임을 실행하는 단계;
    상기 무게 센서에서 측정된 2방향 힘, 및 총 힘을 산출하여 하지 훈련자의 위치를 산출하고, 상기 위치에 대응하는 상기 구획을 산출하며, 무게중심의 이동거리를 산출하여 상기 하지 훈련자의 무게중심을 연산하는 단계;
    상기 연산 결과에 따라 실행중인 상기 게임에서 아이템을 획득하여 점수화하되, 동일 아이템에 대해여 상기 연산 결과에 따라 차등 점수화하는 단계; 및
    상기 게임의 종료 후에 하지 훈련자의 균형 상태를 평가하는 단계를 포함하되,
    상기 연산하는 단계는, 상기 무게 센서 각각의 측정값을 상기 2방향 힘, 및 총 힘으로 변환하여 하중을 산출하는 단계와, 상기 2방향 힘 및 상기 총 힘의 비율에 따라 무게중심의 위치를 산출하는 단계와, 상기 산출된 무게중심의 위치와 상기 9개의 구획을 구분하는 복수의 임계값에 따라 해당 구획을 산출하는 단계와, 상기 산출된 무게중심의 위치에 대한 무게중심의 이동거리를 산출하는 단계를 구비하고,
    상기 구획을 산출하는 단계는 상기 산출된 무게중심의 위치와 상기 임계값의 크기를 비교하여 해당 구획을 산출하며, 상기 임계값은 상기 발판의 원점으로부터 좌측방향 및 우측방향으로 각각 일정 거리 이격된 제1임계값 및 제2임계값, 및 상기 발판의 원점으로부터 전방 및 후방으로 각각 일정 거리 이격된 제3임계값 및 제4임계값을 포함하는 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 위치를 산출하는 단계는 하기의 식에 따라 상기 무게중심의 위치(CoPx,CoPy)를 산출하는 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 방법.
    Figure 112017080603188-pat00006

    여기서, i는 어느 하나의 무게 센서에 대한 인덱스이고, FiXi는 해당 무게 센서의 x축 방향에 대한 힘, FiYi는 해당 무게 센서의 y축 방향에 대한 힘, Fi는 해당 무게 센서의 총 힘
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 이동거리를 산출하는 단계는 상기 산출된 무게중심의 위치와 상기 발판의 원점 사이의 거리를 연산하여 상기 무게중심의 이동거리로서 산출하는 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 평가 결과에 따라 상기 게임의 점수화에 대한 차등 간격을 조정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 차등 점수화하는 단계는 상기 획득된 아이템에 대하여 상기 산출된 이동거리의 크기에 따라 차등화된 점수를 부여하되, 해당 구역의 중심에 근접할수록 높은 점수를 부여하며,
    상기 평가하는 단계는,
    상기 구획 중 임의의 2개의 구획에 하지 훈련자가 발을 위치시키도록 측정 위치를 표시하는 단계;
    상기 하지 훈련자에 의해 측정되는 무게중심을 일정 횟수 반복 측정하여 평균값을 산출하고, 상기 평균값과 상기 발판의 원점 사이의 거리에 따른 무게중심의 이동거리를 산출하는 단계;
    상기 무게중심의 이동거리에 따라 좌우 균형 비율을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 균형 비율을 표시부에 디스플레이하는 단계;를 포함하는 무게중심 이동을 이용한 하체 운동 훈련 방법.
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