KR101914373B1

KR101914373B1 - 신체 움직임 측정 시스템 및 신체 움직임 측정 방법

Info

Publication number: KR101914373B1
Application number: KR1020170056369A
Authority: KR
Inventors: 임근배; 조성진; 전형국; 홍성경; 김민서
Original assignee: 포항공과대학교 산학협력단
Priority date: 2017-05-02
Filing date: 2017-05-02
Publication date: 2019-01-14

Abstract

본 발명은, 신체의 일 부분에 밀착되어 신체의 움직임에 따라 구부러지거나 늘어나는 것이 가능하며, 평판형으로 구성되며 길이가 늘어남에 따라 측정되는 저항이 증가되는 변형률 측정센서 및 변형률 측정센서의 저항값을 모니터링하는 모니터링부를 포함하는 신체 움직임 측정 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 신체 움직임 측정 시스템 및 신체 움직임 측정 방법은 나노크랙을 이용한 고 민감도, 고 변형률 측정센서를 이용하여 신체의 움직임을 이물감 없이 정확하게 측정하는 것이 가능한 효과가 있다.

Description

신체 움직임 측정 시스템 및 신체 움직임 측정 방법{THE SYSTEM FOR MEASURING BODY MOTION AND THE METHOD FOR MEASURING BODY MOTION}

본 발명은 신체 움직임 측정 시스템 및 신체 움직임 측정 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 고 민감도, 고 변형률 측정센서를 이용하여 전신의 움직임을 측정 가능한 신체 움직임 측정 시스템 및 신체 움직임 측정 방법에 관한 것이다.

변형율 측정센서는 다양한 종류가 개발되어 있다. 대표적으로 스트레인 게이지, 광섬유 센서 등이 개발되어 상업적으로 널리 사용되고 있다. 한편, 새로운 기술의 개발, 예컨대 착용 가능한 전자기기, 디스플레이, 네트워크 통신기기, 휴대용 전자기기 등의 개발로 이와 관련된 인간의 움직임 검출에 대한 요구가 높아지고 있다.

그러나 대한민국 공개특허 제 2013-0084832 호(2013. 7. 26. 공개) 등에 나타난 스트레인 게이지 및 광섬유 센서와 같은 변형율 센서는 인간의 움직임을 감지하기에 측정범위가 작고, 측정범위와 민감도를 모두 높일 수 없으며, 구조가 복잡하여 사람이 착용하기에는 많은 문제점이 있었다. 따라서 이물감을 느끼지 않고 신체가 자연스러운 움직임이 일어날 때 이를 측정하기 어려운 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제 2013-0084832 호(2013. 7. 26. 공개)

본 발명은 전술한 전신의 움직임을 측정하기 어려운 문제점을 해결하기 위한 신체 움직임 측정 시스템 및 신체 움직임 측정 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기 과제의 해결 수단으로서, 신체의 일 부분에 밀착되어 신체의 움직임에 따라 구부러지거나 늘어나는 것이 가능하며, 평판형으로 구성되며 길이가 늘어남에 따라 측정되는 저항이 증가되는 변형률 측정센서 및 변형률 측정센서의 저항값을 모니터링하는 모니터링부를 포함하는 신체 움직임 측정 시스템이 제공될 수 있다.

여기서, 변형률 측정센서는, 비전도성이며 신축성 소재로 구성되는 제1 레이어 및 제1 레이어상에 전도성 금속으로 구비되며, 측정 범위에 따라 그레인(Grain) 크기가 소정범위 내로 구성되며, 신장시 발생되는 크랙의 밀도가 소정범위 내로 구성되는 제2 레이어를 포함할 수 있다.

그리고, 제2 레이어는 제1 레이어상에서 증착시켜 생성되며, 제1 레이어상에서 그레인 크기가 커지면서 생성될 수 있다.

한편, 모니터링부는, 변형률 측정센서의 저항값이 기준 저항값으로부터 상대적으로 얼마나 변화하였는지 모니터링 할 수 있다.

여기서 변형률 측정센서는 복수로 구성되며, 복수의 변형률 측정센서는 피부 수준의 움직임을 측정할 수 있도록 피부수준 변형률 측정센서를 적어도 하나 포함할 수 있다.

그리고, 복수의 변형률 측정센서는 관절 주변의 근육 수준의 움직임을 측정할 수 있도록 관절 수준 변형률 측정센서를 적어도 하나 포함할 수 있다.

그리고, 변형률 측정센서는 신체의 표면이 수축된 상태에서 부착될 수 있다.

한편, 움직임을 측정하고자 하는 신체부위에 대응하여 형성되며, 신체부위의 움직임에 따라 변형되는 착용부를 더 포함하며, 변형률 측정센서는 착용부에 구비될 수 있다.

여기서, 신체의 움직임 중 Flexion, Extension, Abduction, Adduction, Internal Rotation 및 External Rotation 중 하나 이상의 움직임을 측정 가능하도록 구성될 수 있다.

그리고 변형률 측정센서는, 맥박에 의한 피부 외면의 미세 변형을 측정 할 수 있도록, 맥박에 의해 상대 저항의 변화가 0 내지 30%의 범위로 구성되도록 할 수 있다.

또한, 신체의 움직임은 어깨 관절, 늑골, 무릎, 복부, 눈꺼풀 및 손목의 맥동 중 적어도 하나의 변화량을 측정 가능하도록 구성될 수 있다.

추가로, 구부러지거나 늘어나는 것이 가능하며, 평판형으로 구성되며 길이가 늘어남에 따라 측정되는 저항이 증가되는 변형률 측정센서를 신체에 적어도 하나 이상 위치시키는 단계, 신체의 움직임에 따라 변형률 측정센서의 저항값을 측정하는 단계, 저항값을 수신하여 신체의 움직임을 모니터링하는 단계를 포함하는 신체 움직임 측정방법이 제공될 수 있다.

여기서, 변형률 측정센서를 신체의 일부분에 위치시키는 단계는, 비전도성이며 신축성 소재로 구성되는 제1 레이어 및 제1 레이어상에 전도성 금속으로 구비되며, 측정 범위에 따라 그레인(Grain) 크기가 소정범위 내로 구성되며, 신장시 발생되는 크랙의 밀도가 소정범위 내로 구성되는 제2 레이어를 포함하는 변형률 측정센서를 이용할 수 있다.

그리고, 변형률 측정센서를 신체의 일부분에 위치시키는 단계 이후, 변형률 측정센서의 기준 저항값을 측정하고 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

나아가, 모니터링하는 단계는, 기준 저항값에 대한 상대적인 변화량을 계산하여 신체의 움직임을 판단할 수 있다.

또한, 변형률 측정센서를 신체에 위치시키는 단계는, 안면 수준의 움직임과 관절 수준의 움직임이 일어나는 부위에 위치시킬 수 있다.

본 발명에 따른 신체 움직임 측정 시스템 및 신체 움직임 측정 방법은 나노크랙을 이용한 고 민감도, 고 변형률 측정센서를 이용하여 신체의 움직임을 이물감 없이 정확하게 측정하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 신체 움직임 측정 시스템에 대한 개념도이다.
도 2는 신체 움직임을 정량화한 도면이다.
도 3은 신체 움직임의 부분적인 움직임에 따른 저항값을 나타낸 그래프이다.
도 4는 손가락의 움직임에 따른 저항변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 신체 움직임 측정 방법의 순서도이다.
도 6은 변형율 측정센서의 사시도이다.
도 7은 변형률 측정센서의 제2 레이어에 발생된 크랙을 확대하여 촬영한 사진이다.
도 8은 변형률 측정센서의 제2 레이어에 발생된 크랙을 비교한 사진이다.
도 9는 크랙구조와 저항변화의 개념을 나타낸 도면이다.
도 10은 제2 레이어의 그레인 사이즈가 도시된 도면이다.
도 11은 제2 레이어의 그레인 사이즈와 크랙 사이즈, 최대 변형률 및 두께의 관계에 대한 그래프이다.
도 12는 따른 변형율 측정센서의 변형율-스트레스가 나타난 도면이다.
도 13은 변형율 측정센서의 반복신장시 저항변화가 나타난 도면이다.
도 14는 변형율 측정센서의 변형에 따른 저항변화를 나타낸 것이다.
도 15는 제2 레이어를 다른 재질로 구성했을 때의 그레인 사이즈를 나타낸 도면이다.
도 16은 변형율 측정센서의 제조방법의 순서도이다.
도 17은 변형율 측정센서의 제조되는 모습을 개략적으로 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 신체 움직임 측정 시스템 및 신체 움직임 측정 방법에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 신체 움직임 측정 시스템에 대한 개념도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 신체 움직임 측정 시스템은 복수의 센서(100), 측정부(200), 모니터링부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

복수의 센서(100)는 신체에 부착되어 신체의 움직임을 측정할 수 있도록 구성된다. 복수의 센서(100)는 신체의 표면에 직접 부착되거나, 신체의 각 부분에 착용하는 착용부에 부착되며, 신체가 움직임에 따라 변형이 되도록 구성된다. 각 센서(100)는 벤딩 및 인장이 이루어질 수 있도록 구성되며, 벤딩 및 인장함에 따라 저항값이 달라져 인장정도를 측정할 수 있도록 구성된다. 복수의 센서(100)는 신체의 표면에 부착되어 사용자의 움직임에 따라 변형이 이루어질 때 사용자에게 이물감이 느껴지지 않도록 작은 힘에도 변형이 가능하도록 구성될 수 있다. 센서(100)는 관절 수준의 움직임과 얼굴 수준의 움직임을 모두 측정 가능할 수 있도록 구성된다. 따라서 안면 근육 중 가장 작은 힘으로 움직이는 근육에 의해 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수 있으며, 일 예로 안면 근육중 일부의 움직임에 의해 눈꺼풀이 움직일 때, 이러한 움직임에도 변형이 가능한 강도로 구성 될 수 있다. 한편, 복수의 센서(100)부는 다양한 크기 및 다양한 강도로 구성될 수 있다. 즉 안면 수준의 근육에 적용시에는 보다 작고 민감한 센서(100)로 구성되며, 무릎이나 팔꿈치와 같은 부위에는 안면 수준의 근육보다 훨씬 큰 힘이 작용하므로, 보다 둔감한 센서(100)로 구성될 수 있다.

한편 이러한 센서(100)의 구성에 대하여는 차후 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

측정부(200)는 복수의 센서(100) 각각에 전압을 인가하여 센서(100)의 저항을 실시간으로 측정 가능하도록 구성된다. 복수의 센서(100) 각각의 변형에 의해 저항이 달라지므로, 이러한 저항을 측정할 수 있도록 구성된다. 한편, 센서(100)의 크기 에 따라 각각 다른 크기의 전압을 인가하여 저항을 측정할 수 있도록 구성된다.

모니터링부(300)는 측정부(200)로부터 저항값을 수신하고 저항값의 변화에 따라 움직임을 모니터링할 수 있도록 구성된다. 모니터링부(300)에는 각 근육의 움직임에 따른 저항값의 상대적인 변화에 대한 데이터가 저장된 룩업테이블이 구비될 수 있으며, 룩업테이블에 저장되어 있는 신체의 각 부위별 상대적 움직임에 따른 저항값의 상대적인 변화를 매칭시켜 근육의 움직임 및 관절의 각도 등에 대한 신체의 움직임을 측정할 수 있게 된다.

또한 모니터링부(300)는 센서(100)가 부착된 상태에서 초기 테스트 단계를 거쳐 신체 각 부분의 최소 이완 위치와 최대 이완 위치 또는 회전에 따른 데이터를 생성할 수 있다. 이 경우, 각 사용자마다 센서(100)의 부착위치 및 관절을 중심으로 피부 표면까지의 길이 등이 사이가 있어 저장된 데이터와 오차가 큰 경우에 적용될 수 있다. 따라서 초기 테스트 단계를 거쳐 사용자에게 최적화된 저항 측정범위가 결정되며, 신체움직임을 정확하게 판단할 수 있게 된다.

도 2는 신체 움직임을 정량화한 도면이다.

도시된 바와 같이, 신체의 움직임은 관절 수준의 움직임과 안면 수준의 움직임으로 구분될 수 있으며, 근육에 의한 직접적인 신체의 움직임 뿐만 아니라 맥박에 의한 미세한 움직임까지 발생된다. 대표적인 움직임으로, 안면 수준의 움직임은 눈의 깜박거림(Eye Blinking), 어깨의 움직임(Abduction, Adduction), 굽힘(Flexion, Extension), 몸통의 회전(Rotation), 호흡에 의한 움직임(Breathing) 등 복잡한 움직임을 동반할 수 있다. 이때 각각의 근육에 의한 움직임은 최종적으로 피부의 인장으로 나타날 수 있게 된다. 관절움직임 뿐만 아니라 맥동에 의하여도 미세하게 피부표면에서의 인장과 수축이 반복적으로 일어나게 된다.

도 3은 신체 움직임의 부분적인 움직임에 따른 저항값을 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이, 신체의 각 부분에 센서(100)를 부착하여 움직임에 따른 저항값을 측정할 수 있다. 이때 신체의 기준위치 및 기준위치에서의 저항값을 설정하여 기준위치로부터 상대적인 변화에 따른 저항변화값을 측정하게 된다.

이때 기준위치는 상대적인 움직임이 일어나는 신체부위가 가장 수축되어 있거나, 가장 인장되어 있는 위치가 될 수 있다. 신체부위가 수축되어 있는 경우에는 이후 인장되면서 피부 표면이 늘어나는 경우에 기준이 될 수 있이며, 신체부위가 인장되어 있는 경우에는 이후 수축되면서 피부가 인장되는 부분이 될 수 있다. 즉 무릎관절의 앞쪽과 뒤쪽 같이 동일한 근육 움직임으로 수축 또는 인장이 반대로 이루어지는 부분에서 최대 인장 또는 수축된 위치가 기준위치가 될 수 있다.

도 3(a)를 살펴보면, 어깨의 abduction 및 adduction을 반복적으로 수행할 때의 저항값이 나타나 있다. 어깨의 움직임 각도에 따라 저항값이 달라지게 되며, 모니터링부(300)는 저항값을 움직임과 매칭시켜 저항값의 상대적인 변화만을 측정하여 신체의 움직임을 판단할 수 있게 된다.

도 3(b)를 살펴보면, 외복사근에 한쌍으로 부착된 센서(100)의 저항값이 나타나 있으며, 회전방향이 달라질 때의 저항값을 명확하게 판단할 수 있게 된다.

도 3(c)에는 무릎의 움직임에 따른 저항값이 나타나 있으며, 무릎을 굽혔다가 펴는 동장을 반복적으로 할 때이며, 굽힘정도를 변화시켰을 때 저항변화 또한 명확하게 확인할 수 있다.

도 3(d)에는 눈꺼풀의 움직임에 따른 상대적인 저항변화가 나타나 있으며, 매우 작은 힘으로도 센서(100)의 길이가 달라져 저항값이 달라질 수 있으므로, 안면 수준의 근육의 움직임도 판단할 수 있게 된다.

도 3(e)는 맥박에 의해 발생하는 손목에서의 맥동을 측정한 결과이다. 상대적으로 적은 저항값의 변화가 있으나, 맥동에 의한 저항값의 변화를 명확하게 판단할 수 있게 된다.

도 3(f)는 호흡에 의해 늑골에서의 움직임을 측정한 값이 나타나 있으며, 이 또한 저항값의 상대적인 변화로부터 명확하게 판단이 가능하다.

도 3에 나타난 바와 같이, 각각의 센서(100)에서 저항의 상대적인 차이에 따른 움직임을 설정할 수 있으며, 모니터링부(300)는 저항의 최대값 및 최소값을 측정하여 이를 기준으로 상대적인 저항의 변화를 나타낼 수 있도록 측정된 저항값을 스케일링하여 판단할 수 있게 된다.

도 4는 손가락의 움직임에 따른 저항변화를 나타낸 그래프이다.

도시된 바와 같이, 복수의 센서(100)는 신체에 직접 부착될 뿐 아니라, 신체에 착용하는 물건에 적용가능하다. 도 4(a)를 살펴보면, 글러브에 복수의 센서(100)가 부착되어 있으며, 각각의 손가락에 대응되는 위치에 구비되어 있다.

모니터링부(300)는 각각의 센서(100)부로부터 측정되는 저항값을 모니터링하여 손가락의 움직임을 판단할 수 있게 된다. 모니터링부(300)는 신체의 움직임을 단일 센서(100)의 저항값의 변화에 따라 판단할 수 있으며, 도 4(b)와 같이, 복수의 센서(100)로부터 측정된 저항값을 조합하여 움직임을 판단할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 신체 움직임 측정방법의 순서도에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 신체 움직임 측정 방법의 순서도이다.

본 발명에 따른 신체 움직임 측정 방법은 변형률 측정센서(100)를 신체의 일부분에 위치시키는 단계(S1000), 기준 저항값을 설정하는 단계(S2000), 저항값을 측정하는 단계(S3000), 모니터링하는 단계(S4000),를 포함하여 구성될 수 있다.

변형률 측정센서(100)를 신체의 일부분에 위치시키는 단계(S1000),는 나노크랙을 포함하여 길이가 인장됨에 따라 저항값이 증가하는 변형률 측정센서(100)를 이용할 수 있다. 이때 안면 수준의 근육 및 관절 수준의 근육을 포함하여 선택적으로 위치할 수 있다. 이때, 변형률 측정센서(100)를 피부에 직접 부착하거나, 착용가능하며, 신체의 움직임에 따라 변형가능한 장치에 적용될 수 있다.

기준 저항값을 설정하는 단계(S2000),는 저항의 상대적인 변화에 따라 움직임을 판단할 수 있도록 신체가 가장 이완되거나, 가장 수축된 상태를 기준으로 당시의 저항값을 기준값으로 설정하는 단계에 해당한다.

저항값을 측정하는 단계(S3000),는 움직임에 따라 변형률 측정센서(100)가 변형되어 이로부터 측정되는 저항값이 달라지게 되는데, 이 값을 실시간으로 측정하는 단계에 해당한다.

모니터링 단계(S4000),는 측정된 저항값을 이용하여 신체의 움직임을 판단하는 단계에 해당한다.

이하에선 본 발명에 따른 신체 움직임 측정 시스템 및 신체 움직임 측정 방법에 적용되는 나노크랙을 이용한 변형률 측정센서(100)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 변형율 측정센서의 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 변형율 측정센서(100)는 제1 레이어(10), 제2 레이어(20)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1 레이어(10)와 제2 레이어(20)는 서로 부착되어 있으며, 변형율 측정 시 함께 신장되도록 구성된다.

제1 레이어(10)는 측정 대상으로부터 외력을 받아 신장될 수 있도록 신축성 부재로 구성되며, 이하 기술할 제2 레이어(20)의 저항 변화에 전기적으로 영향을 미치지 않도록 비전도성 부재로 구성될 수 있다.

제2 레이어(20)는 전도성 재질로 구성되며 길이가 신장됨에 따라 복수의 크랙(30)의 폭이 넓어짐으로써 자체 저항이 증가되도록 구성된다. 이때 복수의 크랙(30)은 제2 레이어(20)를 제1 레이어(10)에 부착시킨 후 신장시켜 발생된 것을 이용한다.

제2 레이어(20)는 변형율 측정범위 내에서 신장되더라도 전류의 흐름이 완전히 차단되지 않도록 구성된다. 즉 한 부분에서 과도하게 신장되어 전기적으로 단절되지 않도록 복수의 크랙(30)이 밀집되도록 구성된다. 한편, 이러한 특징을 갖도록 적절한 재료를 선정할 수 있으며, 금, 은, 백금과 같은 전도성과 연성이 뛰어난 재료를 포함하여 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 백금을 포함하여 구성되어 있다.

복수의 크랙(30)은 제2 레이어(20)의 길이가 신장되는 방향과 대략적으로 수직한 방향성을 가지며 형성된다. 따라서 제2 레이어(20)의 신장시 크랙(30)의 폭이 증가함에 따라 접촉하는 면적이 줄어들게 되어, 저항의 크기를 결정하는 유효단면적이 감소하여 자체 저항이 증가하게 된다. 반대로 원래의 길이로 회귀시 크랙(30)의 폭이 감소하여 접촉하는 면적이 넓어지게 되므로, 유효단면적이 증가하게 되어 자체 저항이 감소하게 된다.

이러한 크랙(30)의 작용, 기능 및 형성과정에 대하여는 차후 상세히 설명하기로 한다.

제1 레이어(10)는 변형율 측정 대상에 고정되어 설치될 수 있다. 측정 대상의 길이 신장에 따라 제1 레이어(10)가 늘어나게 된다. 이때 제1 레이어(10)에 부착된 제2 레이어(20)가 함께 신장되면서 저항 값이 달라지며, 제2 레이어(20)의 양측에 외부 기기가 연결되어 저항변화를 측정하도록 구성될 수 있다.

다시 도 6을 살펴보면 제2 레이어(20)는 제1 레이어(10)에 외력이 작용하는 지점과 소정거리 이격되어 부착될 수 있다. 따라서 외력의 작용에 의해 제2 레이어(20)에 발생될 수 있는 응력집중, 부분적인 파손 등을 방지할 수 있다.

또한, 제2 레이어(20)는 제1 레이어(10)의 모서리로부터 소정거리 이격되어 부착될 수 있다. 제1 레이어(10)를 절단할 때, 절단면이 거칠어질 수 있으며, 거친 모서리에 제2 레이어(20)가 부착된 경우, 응력집중 등으로 적절한 성능을 발휘할 수 있는 문제점을 방지하기 위함이다.

이하에서는 도 7 내지 도 11을 참조하여 변형율 측정센서(100)의 기능 및 작용에 대하여 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 제2 레이어(20)에 발생된 크랙(30)을 확대하여 촬영한 사진이다.

도 7 (a)에는 변형율 측정센서(100)의 길이가 20% 신장되었을 때의 모습, 도 7 (b)에는 변형율 측정센서(100)의 길이가 50% 신장되었을 때의 모습이 도시되어 있다. 우상측에 나타난 스케일 바의 길이는 5μm이다.

제2 레이어(20)에는 도시된 바와 같은 복수의 크랙(30)이 균일하게 분포되어 있다. 크랙(30)은 제2 레이어(20)가 신장되는 방향과 대체로 수직한 방향으로 형성되어 있다. 전술한 바와 같이 크랙(30)은 제2 레이어(20)가 신장 시 신장되는 방향의 폭이 넓어져 접촉면적이 감소함으로써 저항이 증가되도록 구성되며, 회기 시에는 반대로 폭이 좁아짐으로써 저항이 감소되도록 구성될 수 있다.

크랙(30)은 제2 레이어(20)의 일측에서부터 타측을 가로지르는 방향으로 형성되어 있으나, 제2 레이어(20)가 파단 되지는 않도록 형성된다. 따라서 크랙(30)의 폭이 넓어지더라도 어느 하나의 크랙(30)에 의해 제2 레이어(20)에 흐르는 전류가 완전히 차단되지 않는다. 즉 제2 레이어(20)가 신장되더라도 크랙(30)이 형성되지 않는 부분으로 전류가 통과될 수 있도록, 제2 레이어(20)의 폭보다 짧은 길이로 형성된 복수의 크랙(30)이 형성된다.

도 8은 본 발명에 따른 제2 레이어(20)에 발생된 크랙(30)을 비교한 사진이며, 길이가 20% 신장되었을 때의 모습이 나타나 있다.

도 8(a)는 제2 레이어(20)에 형성된 크랙(30)의 폭이 부적절하게 넓은 모습이 도시되어 있으며, 도 8(b)는 제2 레이어(20)에 형성된 크랙(30)의 폭이 적절하게 구성되며, 균일하고 촘촘하게 형성되어 있는 모습이 도시되어 있다.

도 8(a)와 같이 크랙(30)의 폭이 부적절하게 큰 경우에는 어느 하나의 크랙(30)에 의해 부분적으로 파단이 일어나게 된다. 부분적 파단으로 인해 해당 부분에서는 전류의 흐름이 차단되며, 전체적으로는 5%이내의 적은 변형에도 불구하고 측정되는 제2 레이어(20)의 저항이 급격하게 증가하게 된다. 이는 측정범위가 변형율 5% 이상이 되면 측정이 불가능하게 됨을 뜻한다.

반면 도 8(b)와 같이 크랙(30)이 도 8(a)보다 조밀하게 형성된 경우에는, 동일한 신장률(20%)에도 불구하고 더 많은 수의 크랙(30)의 폭이 균일하게 증가하여 제2 레이어(20)상에서 크랙(30)과 크랙(30) 사이에 전류가 흐를 수 있는 다양한 경로가 형성될 수 있으므로 안정적으로 전류가 흘러갈 수 있게 된다.

이와 같은 크랙(30)의 폭과 밀집도는 측정 대상의 신장률에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를들어 최대 신장률 50%의 측정범위를 가질 때 크랙(30)의 폭이 최대 변형률로 신장된 상태에서 50nm 이상으로 형성된 경우, 변형률 측정범위 내에서 급격한 저항변화가 발생하여 정밀한 측정이 어려워지게 된다. 따라서 이러한 경우, 크랙(30)의 폭은 50nm 이하로 구성되는 것이 바람직하다.

도 9는 크랙구조와 저항변화의 개념을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 제2 레이어상에 발생하는 크랙은 크랙과 아일랜드(island)로 구분될 수 있으며, 크랙은 그레인 사이에 공백을 뜻하며 아일랜드는 크랙의 폭이 넓어지더라도 연결되어 있는 부분을 뜻한다.

여기서 R은 전체 저항을 뜻하며, R1, R2, Rc는 아일랜드의 저항, 두 인접한 아일랜드간 저항, 두 인접한 크랙간의 저항을 뜻한다.

이때

이므로, 전체 저항은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

따라서 50%의 신장률을 가질 때 실험결과로부터, R1는 약 4.94kΩ, R2는 2.96kΩ/% ㅧ 변형률(%)을 얻을 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 고 변형률 측정센서(100)의 크랙과 그레인(1) 사이즈에 대하여 도 10 및 도 11을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 10은 제2 레이어(20)의 그레인(1) 사이즈가 도시된 도면이다. 도 10에는 제2 레이어(20)를 백금을 이용하여 그레인(1) 사이즈(Grain Size)가 각각 다르게 형성시킨 후 제1 레이어(10)를 50%의 길이로 인장시켜 크랙(30)이 발생되었을 때의 형상이 나타나 있다.

도시된 바와 같이, 그레인(1) 사이즈가 커짐에 따라 같은 변형률인 경우에도 발생되는 크랙(30)의 사이즈가 다르게 구성된다. 여기서 크랙(30)의 사이즈는 발생되는 크랙(30)의 폭을 말하며, 크랙(30)의 발생위치는 무작위로 전 영역에 균일하게 발생된다. 이때, 그레인(1) 사이즈에 따라 단위 길이당 발생되는 크랙(30)의 수로 정의되는 크랙 밀도가 달라지게 된다. 이때 제2 레이어(20)의 인장된 길이에 대응하여 미시적으로는 발생된 다수의 크랙(30) 각각의 폭이 넓어지게 된다. 따라서 크랙(30)밀도가 낮은 경우, 즉 크랙(30)의 수가 적은 경우 동일한 길이로 인장되기 위하여 크랙(30)의 폭이 넓어지게 되며, 반대로 크랙(30)의 수가 많은 경우 동일한 길이로 인장되기 위하여 크랙(30)의 폭이 작아질 수 있게 된다. 제2 레이어(20)에서 최초 인장 시 발생되는 크랙(30)은 그레인(1)과 그레인(1) 사이의 결합부분에서부터 발생하게 되므로, 크랙(30)밀도는 그레인(1) 사이즈와 밀접한 관련이 있게 된다. 그레인(1) 사이즈가 크면 클수록 크랙(30)밀도는 낮아지게 된다. 한편 하나의 크랙(30)의 관점에서 살펴보면, 하나의 크랙(30)의 폭은 신장률에 따라 소정 범위 내로 이루어 져야 한다. 크랙(30)밀도가 1*10⁷ 개/m 이상인 경우, 아일랜드를 제외하고 변형률 측정센서의 전체적으로 신장된 길이를 각각의 크랙이 분할하여 차지하게 되며 하나의 크랙(30)의 폭은 5*10^-8m 이하가 될 수 있다.

도 10 (a),(b),(c)에는 각각 그레인(1) 사이즈가 2nm 이하, 13nm이하, 30nm 이하로 나타날 때의 모습이 도시되어 있으며, scale bar는 400nm 이다. 그레인(1) 사이즈가 커짐에 따라 획득된 영상에서 육안으로 그레인(1)을 확인할 수 있게 되며, 크랙(30)의 개수가 적어져 크랙(30)밀도가 낮아지고 크랙(30)의 폭도 커짐을 알 수 있다.

도 11은 제2 레이어(20)의 그레인(1) 사이즈와 크랙(30) 사이즈, 최대 변형률 및 두께의 관계에 대한 그래프이다.

도 11(a)를 살펴보면, 그레인(1) 사이즈가 커짐에 따라 그레인(1) 사이즈의 초기 5nm 까지 커질 때 크랙(30)밀도는 급격한 감소경향을 보이며, 크랙(30)의 폭 또한 급격한 증가가 이루어지는 경향을 확인할 수 있다.

도 11(b)를 살펴보면 그레인(1) 사이즈에 따른 최대 측정가능한 인장률이 나타나 있는데, 100% 이상의 고 변형률이 측정가능한 범위는 그레인(1) 사이즈가 2 nm 내지 13nm 인 경우로 확인된다. 측정가능한 범위는 변형률 측정센서(100)가 인장됨에 따라 각각의 크랙(30)의 폭이 점차 넓어져 변형률 측정센서(100)의 길이가 변화됨에도 의미있는 저항의 변화가 없는 경우 그 직전까지가 측정가능한 범위가 된다. 한편, 후술할 두께조절과 관련하여, 그레인(1) 사이즈는 제2 레이어(20)의 두께를 조절하여 크기를 조절할 수 있는데, 그레인(1) 사이즈가 매우 작은 경우는 제2 레이어(20)의 두께가 매우 얇은 경우이며, 이 경우에는 의미있는 전도성을 갖지 못해 측정이 불가하며, 그레인(1) 크기가 소정크기 이상이 되었을 때 의미있는 저항의 차이가 발생하게 된다. 이 경우, 약 2nm 이상이 될 때부터 길이변화에 따른 저항변화가 의미있는 값이 된다.

도 11(c)를 살펴보면, 그레인(1) 사이즈는 제2 레이어(20)를 제1 레이어(10)상에 스퍼터링으로 증착할 때 두께조절을 통하여 조절이 가능하며, 초기 적층에 따라 그레인(1) 사이즈가 증가하는 제1 구간, 두께가 10nm 이상부터 그레인(1) 사이즈가 급격하게 증가하는 제2 구간, 이후 두께가 증가되는 변화에도 그레인(1) 사이즈의 변화량이 미미한 제3 구간으로 구분될 수 있다. 스퍼터링으로 적층하여 제1 구간에는 그레인(1) 사이즈가 커지면서 두께 방향으로는 단일 그레인(1)이 제1 레이어(10)상에서 부착되고 성장하게 되며, 제2 구간에서는 두께방향으로 수개~수십개의 그레인(1)이 적층되고 스퍼터링을 통하여 원자간 연결이 재배열되면서 크레인이 급격하게 성장하게 된다. 제3 구간에서는 사이즈가 점점 커지는 그레인(1)이 두께방향으로 수백개 이상 적층된다.

다시 도 11(b)를 살펴보면, 신장률에 따라 제2 레이어(20)의 그레인(1) 사이즈를 선택할 수 있는데, 신장률 50%의 측정범위를 필요로 하는 경우 그레인(1) 사이즈는 약 2 내지 25nm로 결정되며, 이를 위하여 제2 레이어(20)의 두께는 약75nm 이하로 형성될 수 있다. 또한, 고변형률인 신장률 100%의 측정점위를 필요로 하는 경우 그레인(1) 사이즈는 약 3 내지 13nm 로 결정되며 이때 제2 레이어(20)의 최대 두께는 약 25nm 가 될 수 있다.

즉, 변형률 측정센서(100)의 측정범위에 따라 제2 레이어(20)의 두께를 조절하여 그레인(1) 사이즈를 결정할 수 있게 된다.

도 12는 본 발명에 따른 변형율 측정센서(100)의 변형율-스트레스 그래프가 나타난 도면이다. 변형률 측정센서(100)를 50% 변형율로 반복적으로 신장시킨 데이터가 나타나 있으며, 신장시키는 횟수에 따라 다른 색깔로 표시되어 있다.

도시된 바와 같이, 최초 1회의 신장시의 데이터는 이후의 데이터와 다소 차이가 있는 모습이 나타나 있다. 이때 최초 1회의 신장은 제2 레이어(20)에 크랙(30)이 형성되기 전 상태에서 신장시킨 데이터이며, 최초의 1회 신장시에는 다소 높게 인가되는 응력(stress)에 따라 제2 레이어(20)에는 전술한 복수의 크랙(30)이 발생되며, 제1 레이어(10)는 미세변형이 발생되게 된다.

그러나 이후의 반복 사용시에는 도시된 것처럼 변형에 따라 일정한 응력이 인가되게 되며, 반복사용을 할수록 데이터가 수렴하는 모습을 보이고 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 변형율 측정센서(100)를 사용시 신뢰도 향상을 위하여 1차적으로 신장시켜 균일한 크랙(30)을 발생시켜야 한다. 다만 크랙(30)이 형성되지 않고 제1 레이어(10) 및 제2 레이어(20)가 부착된 상태에서 사용 직전 크랙(30)을 발생시키기 위해 신장시킬 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 변형율 측정센서(100)의 반복신장시 저항변화가 나타난 도면이다.

도시된 바와 같이 변형율 측정센서(100)는 50%의 신장률로 반복했을 때, 저항의 변화는 대략 15배 정도 차이가 발생할 수 있다. 즉 10%의 변형이 일어나더라도 저항은 3배 이상의 차이가 발생되므로 매우 민감하게 작동될 수 있다.

한편, 신장 가능한 변형률 측정센서(100)의 민감도를 나타내는 가장 대표적인 인자로 gauge factor(GF=(저항변화량/초기저항)/변형률)를 들 수 있으며, 본 발명에 따른 변형률 측정센서(100)의 GF 값은 20 내지 40의 값을 가질 수 있어 종래의 메탈 게이지가 5% 이내의 변형률 측정시 GF는 약 2 정도, 종래의 신장 가능한 변형률 측정센서(100)가 약 0.8 정도인 것에 비하여 10배 이상의 높은 GF값을 가질 수 있다. 따라서 변형률을 매우 민감하게 측정이 가능하여 0.01 N 단위로 변화되는 외력에 의한 변형을 측정 가능하다.

또한 반복사용을 하더라도 변형율에 따른 변형율 측정센서(100)의 저항 값은 일정하게 변화되므로 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

도 14는 본 발명에 따른 변형율 측정센서(100)의 변형에 따른 저항변화를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 변형율 50% 내에서 변형율 측정센서(100)의 신장에 따른 저항증가되고 있으며, 50%까지 선형적으로 길이를 증가시킴에 따라 변형율 측정센서(100)의 저항 값이 선형적으로 증가되는 실험결과 데이터가 나타나 있다.

제2 레이어(20)에 형성된 복수의 크랙(30)이 밀집되어 있어 급격한 저항변화를 방지하며 길이의 신장에 따라 선형적으로 저항이 달라지게 되므로, 측정값을 이용하여 절대값을 이용한 변형률 산출 또는 저항의 상대적 변화에 따른 변형율의 산출이 용이하다. 또한 변형에 따른 저항의 변화가 빠르게 이루어지며, 작은 오버슈트(overshoot) 및 회기시 작은 복구시간이 나타난다.

도 15는 제2 레이어를 다른 재질로 구성했을 때의 그레인(1) 사이즈를 나타낸 도면이다.

도시된 도면에는 각각 제2 레이어(20)를 다른 재질로 구성했을 때의 SEM영상이 도시되어 있으며, 도 10과 달리 scale bar는 10μm 이다. 도시된 바와 같이, 각 재질별로 그레인(1) 사이즈가 달라지게 되며, 전술한 실시예에서와 달리 상대적으로 매우 큰 그레인(1)이 발생하게 되며, 매우 크고 낮은 밀도의 크랙(30)이 발생하여 측정범위가 매우 협소해진다. 따라서 그레인(1) 사이즈를 조절하기 위하여 재질에 따라 제2 레이어(20)의 두께를 다르게 설정할 수 있게 된다.

도 16은 본 발명에 따른 변형율 측정센서(100)의 제조방법의 순서도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 변형율 측정센서(100)는 제1 레이어를 생성시키는 단계(S100), 제2 레이어의 두께를 결정하는 단계(S200), 제2 레이어를 생성시키는 단계(S300), 크랙(30)을 발생시키는 단계(S400)를 포함하여 구성될 수 있다.

나아가 제2 레이어(20)를 생성시 제2 레이어(20)를 부착시키는 영역을 결정하는 마스크를 부착 및 제거하는 과정이 포함될 수 있다.

제1 레이어를 생성시키는 단계(S100)는, 비전도성이고 신축성 부재를 스핀 코팅 방법으로 생성시킬 수 있다. 회전하는 슬라이드 글라스의 상측에서 폴리우레탄 솔루션을 떨어뜨려 회전에 의해 박막형태의 제1 레이어(10)를 형성시킨다. 이때 제1 레이어는 200μm 이하로 생성될 수 있다.

이후 전술한 바와 같이 제2 레이어(20)의 응력집중을 방지하기 위하여 제1 레이어(10)의 모서리에서 소정간격 이격되어 부착될 수 있도록, 생성영역을 결정하는 마스크를 부착시킬 수 있다. 마스크는 제2 레이어(20)를 부착시키는 영역만이 관통되어 있어 제1 레이어(10)상에서 제2 레이어(20)를 선택적으로 생성시킬 수 있게 된다.

제2 레이어의 두께를 결정하는 단계(S200)는 그레인(1) 사이즈에 따라 나노크랙의 밀도가 달라지게 되며, 결국 측정 가능한 신장률의 범위가 달라지게 되므로 최대 측정범위를 결정하여 제2 레이어의 두께를 결정하는 단계에 해당한다.

제2 레이어를 생성시키는 단계(S300)는 제1 레이어(10)의 일면에 전도성 제2 레이어(20)를 부착시킨다. 일 예로, 스퍼터링(Sputtering) 공정을 이용하여 제2 레이어(20)를 생성시키며, 이때 스퍼터링은 백금 타겟을 이용하고, 10 내지 20 mA 로 200 내지 300초 간 이루어질 수 있다. 스퍼터링이 15mA 로 240초 간 수행되는 경우 신장률 60% 이내로 측정가능한 변형율 측정센서(100)의 제조에 바람직하다. 한편 이와 같은 스퍼터링은 일 예이며, 측정하고자 하는 측정범위에 따라서 다양한 공정이 채택될 수 있으며, 스퍼터링에 적용되는 시간 및 전류도 다양하게 적용될 수 있다. 한편, 제2 레이어(20)의 그레인(1) 사이즈를 조절하기 위하여 압력 및 온도 등을 조절하는 단계를 추가로 포함할 수 있게 된다.

제2 레이어(20)를 생성시킨 후에는 마스크를 제거한다.

크랙을 발생시키는 단계(S400)는 제1 레이어(10)를 신장시킴으로써 제2 레이어(20)의 전 영역에 균일한 인장력을 인가하여 균일한 분포로 복수의 크랙(30)을 발생시키게 된다.

이때, 크랙(30)을 발생시킬 때 신장되는 길이는 변형율 측정센서(100)로 측정하고자 하는 변형율의 최대치로 적용시켜 신장시킬 수 있다. 일 예로 측정범위가 50% 이내인 변형율 측정센서(100)를 제조하고자 하는 경우, 제1 레이어(10)를 50% 신장시켜 제2 레이어(20)상에 복수의 크랙(30)을 발생시킨다. 이후의 반복 사용에 의한 변형율에 대한 데이터는 도 12와 같이 나타날 수 있게 된다.

도 17은 본 발명에 따른 변형율 측정센서(100)의 제조되는 모습을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 제1 레이어를 생성시키고(a), 생성된 제1 레이어에 마스크를 부착하고(b), 일부분에 스퍼터링을 이용하여 제2 레이어(20)를 생성시킨다(c). 이후 마스크를 제거하고(d), 제1 레이어(10)를 신장시켜 제2 레이어(20)에 균일한 크랙(30)을 발생시키게 된다(e).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 신체 움직임 측정 시스템 및 신체 움직임 측정 방법은 나노크랙을 이용한 고 민감도, 고 변형률 측정센서를 이용하여 신체의 움직임을 이물감 없이 정확하게 측정하는 것이 가능한 효과가 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 그레인
10: 제1 레이어
20: 제2 레이어
30: 크랙
100: 센서
200: 측정부
300: 모니터링부
S1000: 변형률 측정센서를 신체에 위치시키는 단계
S2000: 기준 저항값을 설정하는 단계
S3000: 저항값을 수신하는 단계
S4000: 모니터링 단계
S100: 제1 레이어를 생성시키는 단계
S200: 제2 레이어의 두께를 결정하는 단게
S300: 제2 레이어를 생성시키는 단계
S400: 크랙을 발생시키는 단계

Claims

신체의 일 부분에 밀착되어 신체의 움직임에 따라 구부러지거나 늘어나는 것이 가능하며, 평판형으로 구성되며 길이가 늘어남에 따라 측정되는 저항이 증가되는 변형률 측정센서; 및
상기 변형률 측정센서의 저항값을 모니터링하는 모니터링부를 포함하며,
상기 변형률 측정센서는,
비전도성이며 신축성 소재로 구성되는 제1 레이어; 및
상기 제1 레이어상에 전도성 금속으로 구비되며, 그레인(Grain) 크기가 2nm 내지 13nm 인 제2 레이어를 포함하는 신체 움직임 측정 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 변형률 측정센서의 제2 레이어는 신장 시 발생되는 크랙의 밀도가 소정범위 내로 구성되는 제2 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 신체 움직임 측정 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 제2 레이어는 상기 제1 레이어상에서 증착시켜 생성되며, 상기 제1 레이어상에서 그레인 크기가 커지면서 생성되는 것을 특징으로 하는 신체 움직임 측정 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 모니터링부는,
상기 변형률 측정센서의 저항값이 기준 저항값으로부터 상대적인 변화를 모니터링 하는 것을 특징으로 하는 신체 움직임 측정 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 변형률 측정센서는 복수로 구성되며,
상기 복수의 변형률 측정센서는 피부 수준의 움직임을 측정할 수 있도록 안면의 피부의 움직임에 변형가능하게 구성되는 피부수준 변형률 측정센서를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 신체 움직임 측정 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 복수의 변형률 측정센서는 관절 주변의 근육 수준의 움직임을 측정할 수 있도록 상기 피부수준 변형률 측정센서보다 크게 구성되는 관절 수준 변형률 측정센서를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 신체 움직임 측정 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 변형률 측정센서는 신체의 표면이 수축된 상태에서 부착되는 것을 특징으로 하는 신체 움직임 측정 시스템.
제2 항에 있어서,
움직임을 측정하고자 하는 신체부위에 대응하여 형성되며, 상기 신체부위의 움직임에 따라 변형되는 착용부를 더 포함하며,
상기 변형률 측정센서는 상기 착용부에 구비되는 것을 특징으로 하는 신체 움직임 측정 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 신체의 움직임 중 Flexion, Extension, Abduction, Adduction, Internal Rotation 및 External Rotation 중 하나 이상의 움직임을 측정 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 신체 움직임 측정 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 변형률 측정센서는,
피부 외면의 맥박에 의한 변형을 측정 가능할 수 있도록, 맥박에 의해 상대 저항의 변화가 0 내지 30%의 범위로 구성되는 것을 특징으로 하는 신체 움직임 측정 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 신체의 움직임은 어깨 관절, 늑골, 무릎, 복부, 눈꺼풀 및 손목의 맥동 중 적어도 하나의 변화량을 측정 가능하도록 구성되는 신체 움직임 측정 시스템.
구부러지거나 늘어나는 것이 가능하며, 평판형으로 구성되며 길이가 늘어남에 따라 측정되는 저항이 증가되는 변형률 측정센서를 신체에 적어도 하나 이상 위치시키는 단계;
상기 신체의 움직임에 따라 상기 변형률 측정센서의 저항값을 측정하는 단계;
상기 저항값을 수신하여 신체의 움직임을 모니터링하는 단계를 포함하며,
상기 변형률 측정센서는 제1 레이어상에 전도성 금속으로 구비되며, 그레인(Grain) 크기가 2nm 내지 13nm 인 제2 레이어를 포함하는 신체 움직임 측정방법.
제12 항에 있어서,
상기 변형률 측정센서의 제2 레이어는 신장 시 발생되는 크랙의 밀도가 소정범위 내로 구성되는 것을 특징으로 하는 신체 움직임 측정방법.
제13 항에 있어서,
상기 변형률 측정센서를 신체의 일부분에 위치시키는 단계 이후, 상기 변형률 측정센서의 기준 저항값을 측정하고 설정하는 단계를 더 포함하는 신체 움직임 측정방법.
제14 항에 있어서,
상기 모니터링하는 단계는,
상기 기준 저항값에 대한 상대적인 변화량을 계산하여 상기 신체의 움직임을 판단하는 것을 특징으로 하는 신체 움직임 측정방법.
제12 항에 있어서,
상기 변형률 측정센서를 신체에 위치시키는 단계는,
안면 수준의 움직임과 관절 수준의 움직임이 일어나는 부위에 위치시키는 것을 특징으로 하는 신체 움직임 측정방법.