KR20220132282A - 근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류 및 중량물 기구를 이용한 트레이닝 제공 방법 및 이를 이용한 트레이닝 제공 서비스 시스템 - Google Patents

Abstract

근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류 및 중량물 기구를 이용하는 트레이닝 제공 방법 및 이를 이용한 서비스 시스템이 제공된다. 상기 시스템은, 사용자가 운동 중 착용할 수 있고, 운동 상태에서 신체 근육 부위별로 근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류; 상기 스마트 의류로부터 사용자의 운동 상태에서 근전도 측정값을 받아 1RM을 추정하고, 1RM으로부터 개인 운동의 적합 중량을 결정하고, 운동 기구마다 관여 근육 부위별로 1회 동작 중 근전도 측정값으로부터 근전위 활성화 비율(Ratio)을 도출하여, 상기 근전위 활성화 비율(Ratio)이 기 저장된 근육 비중 순위와 일치하는지 여부로부터 운동자세의 적합성 여부를 판정하고, 상기 판정결과에 따라 운동 코칭 정보를 생성하는 트레이닝 제공 서버; 사용자로부터 사용자 신체 정보, 성별, 나이 정보를 입력받고, 상기 트레이닝 제공 서버로부터 개인 운동 자세의 적합 유무를 수신하고, 상기 개인 운동 자세의 운동 코칭 정보를 수신하여 표시하는 인터넷 통신 단말을 포함한다.

Description

근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류 및 중량물 기구를 이용한 트레이닝 제공 방법 및 이를 이용한 트레이닝 제공 서비스 시스템{METHOD OF PROVIDING TRAINING USING SMART CLOTHING HAVING ELECTROMYOGRAPHY SENSING FUNCTION AND WEIGHT APPARATUS AND TRAINING PROVIDING SERVICE SYSTEM TRAINING USING THE SAME}

본 발명은 근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류를 착용한 상태에서 개인 운동 수행 시 적절한 자세, 해당 자세에 적합한 근육의 사용 및 자세 유지 시간 등을 제공하는 트레이닝 방법 및 트레이닝 제공 서비스 시스템에 관한 것이다.

최근 생활 수준의 향상과 평균 수명의 연장으로 인해 건강에 대한 국민적 관심이 점차 커지고 있다. 나아가 단순히 질병의 예방 측면의 건강뿐 아니라 아름답고 건강한 육체를 가지고자 하는 사람들의 욕구는 점차 커져가고 있다.

최근 COVID-19 등 감염성 질환의 확산에 의해 헬스장을 벗어나 홈트레이닝을 하고자 하는 수요가 증대하고 있다. 관련하여 유튜브나 앱을 통해 트레이닝 프로그램을 제공하는 영상을 쉽게 얻을 수 있다. 그러나 트레이닝 프로그램을 보고 동작을 따라하더라도 비숙련자의 경우 실제로 운동을 제대로 하고 있는지에 대해서 확인할 수가 없다는 문제가 있다.

예를 들어 육안으로 보기에 유사한 자세를 모사한다 하더라도 단련하고자 하는 근육에 힘이 얼마나 분배되었는지, 근육에 정확히 자극이 가해지고 있는지 등을 알기 어렵다. 비숙련자들은 자주 사용하지 않은 근육에 힘이 분배되는 방법을 체득하지 못한 상태이기 때문에 근력 운동 초기에는 전문가의 도움을 받아야만 하는 한계가 있다.

근력 운동은 고립 운동과 복합 관절 운동으로 나뉘게 되는데, 고립 운동의 경우 목표한 특정 근육만을 단련시키도록 해야 한다. 고립 운동을 하는 이유는 평소에 자주 사용하지 않는 삼각근이나 광배근과 같은 근육에 근력을 향상시키기 위함이다. 평소에 자주 사용하지 않는 근육에 근력을 향상시키고자 하는 경우에는 더욱이 개인 운동 중 관련 근력에 대한 모니터링이 필요하다.

한편, 근전도 등 인체에서 발생시키는 다양한 생리 신호들은 인체의 움직임에 대한 정보를 실시간으로 제공한다. 최근 스마트 웨어러블 기술의 발전으로 인체에서 발생하는 작은 근전도 신호까지 센싱이 가능하게 되었다. 대한민국 등록특허 10-1501661에서 근전도 센서를 이용해 행동 패턴을 분석하고 있으나 근력 운동에서 발생하는 근육 부위별 근전도 신호를 이용하여 어떤 근육이 얼마만큼 사용되었을 때 적절한 운동인지 판단하는 기준을 제시하고 있지는 못하다.

대한민국 등록특허공보 제10-1501661호

상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여 본 발명은 사용자가 근전도 측정이 가능한 스마트 의류를 착용한 상태에서 개인 운동시 각 근육의 활성도를 기반으로 자세의 적합 여부를 판단하여 그 결과를 알려주고, 자세를 바로 잡을 수 있는 트레이닝 피드백 서비스 시스템을 제공하고자 한다.

즉, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 운동 중 근력운동 기구 및 종류별로 목표한 근육을 지속적으로 사용하는지 모니터링 하기 위해 운동 수행자의 목표 근육에 대한 근전도 신호를 측정하여 목표 근육에 대한 근력 향상이 가능하도록 코칭하는 트레이닝 제공 서비스 시스템을 제공하고자 한다.

또, 사용자에 따라 적합한 중량으로 근력 운동을 수행할 수 있도록 적합 중량을 산정하여 제시하는 트레이닝 제공 서비스 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 어느 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 제공 서비스 시스템은, 사용자가 운동 중 착용할 수 있고, 운동 상태에서 신체 근육 부위별로 근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류; 상기 스마트 의류로부터 사용자의 운동 상태에서 근전도 측정값을 받아 1RM을 추정하고, 1RM으로부터 개인 운동의 적합 중량을 결정하고, 운동 기구마다 관여 근육 부위별로 1회 동작 중 근전도 측정값으로부터 근전위 활성화 비율(Ratio)을 도출하여, 상기 근전위 활성화 비율(Ratio)이 기 저장된 근육 비중 순위와 일치하는지 여부로부터 운동자세의 적합성 여부를 판정하고, 상기 판정결과에 따라 운동 코칭 정보를 생성하는 트레이닝 제공 서버; 및 사용자로부터 사용자 신체 정보, 성별, 나이 정보를 입력받고, 상기 트레이닝 제공 서버로부터 개인 운동 자세의 적합 유무를 수신하고, 상기 개인 운동 자세의 운동 코칭 정보를 수신하여 표시하는 인터넷 통신 단말을 포함한다.

상기 트레이닝 제공 서버는, 상기 근전도 값으로부터 각 근육 부위별로 3회 내지 5회 동작중 피크값 또는 피크값 전후 구간평균 RVC 대비 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)을 산정할 수 있다.

이 때 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준값 이상으로 유지되는 지속시간(Duration)을 측정하여, 각 근육 부위별 지속시간(Duration)이 모두 목표값 이상인 경우 웨이트 목표 성공으로 판정하고, 그렇지 않은 경우 웨이트 목표 실패를 판정할 수 있다.

또, 상기 트레이닝 제공 서버는 적어도 한 개 이상의 근육 부위가 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준값 이상으로 유지되는 지속시간이 목표값 이하인 경우, 상기 트레이닝 제공 서버는 사용자가 웨이트 기구 설정에 문제가 있다고 판단하고, 웨이트 기구 위치 설정을 안내할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상기 트레이닝 제공 서버는, 상기 운동 기구별 운동에 관여하는 근육 부위가 모두 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준값 이상으로 유지되는 지속시간이 목표값 미만인 경우, 상기 웨이트 트레이닝 중량은 중량 = 1RM(1-10/기준값)(여기서, 기준값은 %RVC>Y를 만족하는 100이상의 정수 중 가장 큰 Y값)으로 재설정할 수 있다.

상기 트레이닝 제공 서버는, 운동 기구 별로 적합 운동 상태에서 단련하기 위한 주요 근육들을 지정하고, 주요 근육들의 근전위 활성화 비율(Ratio)이 높은 순위로 저장할 수 있다.

또, 상기 개인 운동 상태에서 측정된 근전위 활성화 비율(Ratio)의 상대적 비교 우위가 상기 기 저장된 근전위 활성화 비율(Ratio)의 순위와 일치하는 경우, 운동 자세 적합을 판정할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상기 트레이닝 제공 서비스 시스템은, 상기 트레이닝 제공 서버와 연동되어 상기 트레이닝 제공 서버와 정보를 송수신하는 운동 기구를 더 포함할 수 있다.

이 때 상기 운동 기구는, 상기 트레이닝 제공 서버로부터 운동 기구의 위치 설정값 변경을 수신하면, 운동 기구의 위치 설정을 변경할 수 있다.

상기 다른 어느 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 제공 방법은 복수개의 근육 부위에 대하여 각각 근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류와 연동되어 구동되는 트레이닝 제공 장치가, 운동기구별 관여 근육에 대한 정보를 수집하는 단계; 개인 운동 상태에서 상기 스마트 의류로부터 근전도 신호를 수신하는 단계; 상기 근전도 신호의 스펙트럼으로부터 1RM을 추정하는 단계; 상기 1RM으로부터 적합 중량을 결정하는 단계; 상기 개인 운동 상태에서 1회 동작 중 피크 값 RVC 대비 비율인 수의적 기준 수축 백분율(%RVC) 산정 단계; 상기 %RVC>Y(Y는 100이상의 정수)를 유지하는 근육 부위별 지속시간을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 지속시간이 목표값 이상인지 판정하는 적절자세 판정 단계를 포함할 수 있다.

상기 근전도 신호를 수신하는 단계는, 상기 복수개의 근육부위에 대하여 각각의 근전도 신호를 수신하는 단계; 상기 개인별 운동 근전도 신호가 상기 기 수집된 운동기구별 기준데이터와 비교하여 관여 근육들의 근전위 활성화 비율(Ratio)이 일치하는지 비교하는 단계; 상기 관여 근육들의 근전위 활성화 비율(Ratio)이 기준데이터와 일치하는지 여부에 따라 자세 유지 시간의 적절성 여부를 판정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상기 수의적 기준 수축 백분율(%RVC) 산정하는 단계는, 상기 개인 운동 1회 동작 중 근육별 비중이 세번째로 높은 근육에 대한 %RVC>Y를 만족하는 Y중 가장 큰 Y값에 대하여, 중량 = 1RM(1-100/Y)로 하는 상기 중량 재조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 근육 부위별 지속시간을 측정하는 단계는, 상기 개인별 운동 1회 동작 중 관여하는 복수개의 근육 중 일부 근육이 지속시간 미달인 경우, 개인 운동 동작에 대한 코칭 정보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또, 상기 근육 부위별 지속시간을 측정하는 단계는, 상기 개인별 운동 1회 동작 중 관여하는 복수개의 근육 모두가 지속시간 미달인 경우, 중량을 감소하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 근육 부위별 지속시간을 측정하는 단계는, 상기 개인별 운동 1회 동작 중 관여하는 복수개의 근육 중 일부 근육이 지속시간 미달인 경우, 지속시간이 미달인 근육 부위에 중량이 더 가해지도록 운동기구 위치를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 또 다른 어느 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 제공 방법은, 근전도 신호를 수신하여 개인 운동프로그램을 제공하는 트레이닝 서비스 제공 장치가, 운동기구별 관여 근육에 대한 정보를 수집하는 단계; 가장 낮은 중량으로 중량을 설정하는 단계; 개인 운동 상태에서 상기 스마트 의류로부터 근전도 신호를 수신하는 단계; 상기 개인 운동 상태에서 1회 동작 중 피크 값 RVC 대비 비율인 수의적 기준 수축 백분율(%RVC) 산정 단계; 상기 %RVC>Y(Y는 100이상의 정수)를 유지하는 근육 부위별 지속시간을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 지속시간이 목표시간 이상인지를 기준으로 운동 강도의 적절성 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 운동 강도 적절성 여부를 판단하는 단계는, 상기 측정된 지속시간이 목표시간 이상인 경우, 상기 중량을 중량=(1+100/%RVC)으로 증량하여 개인 운동을 반복하여 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 운동 강도 적절성 여부를 판단하는 단계는 상기 운동 강도가 적절하다고 판단 한 경우, 상기 중량을 개인 운동의 적합 중량으로 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명은 운동 수행자가 육안으로 직접 확인하기 어려운 근육의 활성도를 모니터링하여 적합한 운동 자세로 근력운동을 수행하는지 점검할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 운동 기구를 반복하여 사용함에 따라 근육이 발달되면, 근육 발달에 따른 적합한 중량을 제시하여 스스로 근력 운동을 발전시켜 나갈 수 있도록 하는 효과가 있다.

뿐만 아니라 본 발명은 잘못된 자세로 운동을 오래 하여 의도치 않은 근육의 발달을 예방하고, 시간의 구애 없이 꾸준하게 코칭을 받으며 개인 운동을 지속할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류를 이용한 트레이닝 제공 서비스 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 사용되는 스마트 의류의 근전도 측정 위치를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 제공 방법에 대한 순서도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 트레이닝 제공 방법에 대한 순서도를 순차적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지속시간(Duration)에 따른 트레이닝 제공 방법에 대한 순서도이다.
도 6은 도 3 내지 도 5의 본 발명의 실시예에 따라 1회 동작 중 peak값의 근전위 활성화 비율(Ratio)을 나타낸 것이다.
도 7은 %RVC>100 이상의 지속시간(Duration)을 나타낸 것이다.
도 8은 %RVC>100 이상의 지속시간(Duration)을 나타낸 것이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 제공 서비스 시스템에서 제공하는 화면의 일 실시예이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 제공 서비스 시스템에서 운동 기구 위치 설정을 안내하는 화면의 예시도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 트레이닝 서비스 제공 방법의 순서도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 제공 서비스 시스템의 신호흐름을 순차적으로 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류를 이용한 트레이닝 제공 서비스 시스템의 구성도이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 제공 서비스 시스템의 신호흐름을 순차적으로 나타낸 것이다.
도 15a 및 도 15b는 각각 %RVC를 측정하는 방법과 위치의 예시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 즉, 본 발명이 제시하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서, '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '내지'를 사용하여 나타낸 수치 범위는 그 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한과 상한으로서 포함하는 수치 범위를 나타낸다. '약' 또는 '대략'은 그 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 20% 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류를 이용한 트레이닝 제공 서비스 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 제공 서비스 시스템(10)은 인터넷 통신 단말(100), 트레이닝 제공 서버(200) 및 근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류(300)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 제공 서비스 시스템(10)은 근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류를 착용하고 개인 운동을 수행하면, 운동 자세의 적절성을 평가해주는 서비스를 제공한다. 트레이닝 제공 서비스 시스템(10)은 적합한 운동 자세에서 운동기구별 관여 근육에 대한 정보를 미리 저장해두고, 더 나아가 운동기구별 관여 근육 비중 순위를 저장해 둘 수 있다.

트레이닝 제공 서비스 시스템(10)은 기 저장된 관여 근육에 대한 정보와 스마트 의류(30)로부터 수신한 근전도 측정 값을 비교하여 사용자의 개인 운동 상태에서 운동 자세의 적절성 여부를 판정한다. 보다 자세하게는, 트레이닝 제공 서비스 시스템(10)은 측정된 근전도 측정값으로부터 근전위 활성화 비율(Ratio)을 도출하고, 기 저장된 적합한 운동 자세에서 근육 비중 순위와 일치하지 않는 경우 부적절한 운동자세인 것으로 판정하고, 사용자가 적절한 자세로 운동할 수 있도록 운동 코칭 정보를 제공할 수 있다.

스마트 의류(300)는 2개 이상의 근육의 사용 및/또는 활성을 측정할 수 있다. 근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 전도성 소재를 활용하여, 주요 근육 부위 마다 전극이 약 1~2cm 간격을 두고 쌍으로 나란히 위치하는 형태로 구성될 수 있다. 스마트 의류(300)는 근전도 신호뿐 만 아니라 생체 정보를 측정할 수 있다. 생체 정보는 근전도를 포함하여 호흡, 심박수 등 다양하게 존재할 수 있으며, 본 명세서에서는 근전도값을 기반한 예로서 설명한다.

트레이닝 제공 서버(200)는 스마트 의류(300)로부터 근전도 신호를 수신하여, 근전도 신호를 분석하여 운동자세의 적합성을 판별한다.

트레이닝 제공 서버(200)는 근전도 신호를 수의적 기준 수축(RVC, Reference Voluntary Contraction)에 대한 상대수치인 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)로 변환할 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 수의적 기준 수축 백분율로는 최대 수의적 수축(MVC, Maximum Voluntary Contraction)에 대한 비율의 사용도 가능하다. 이하에서 %RVC를 기반한 예로서 설명하나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 도 15a 및 도 15b는 %RVC를 측정하는 몇가지 방법과 위치를 예시하여 나타낸다. %RVC는 100을 초과하는 값일 수 있다.

예시적인 실시예에서, %RVC는 운동 시작 전 기지정된 대상 근육 활성화를 위한 동작을 3회 내지 5회 반복하며 그 피크값 또는 피크값 전후의 구간평균으로 얻어진 대상 근육별 RVC를 기준으로 그 비율을 산정함으로써 얻을 수 있다. 트레이닝 제공 서버(200)는 스마트 의류(300)의 각 근육 부위별로 근전도 신호를 수신할 수 있고, 각 근육 부위별로 %RVC 데이터를 확보할 수 있다.

트레이닝 제공 서버(200)는 개인 운동을 수행하기 전, 운동기구별 기준데이터를 수집하여 저장해둘 수 있다. 기준데이터는 운동기구별로 관여되는 근육에 대한 정보와 관여되는 근육들의 상대 비중, 운동기구별 관여 되는 근육들의 순위 정보, 근육 수축 유지 목표 지속시간 등을 포함할 수 있다. 트레이닝 제공 서버(200)는 기준데이터를 기반으로 수신한 근전도 신호와 비교하여 개인 운동 자세의 적합 여부를 판정하게 된다.

보다 상세하게는, 트레이닝 제공 서버(200)가 수의적 기준 수축 백분율 (%RVC) 데이터를 평가하여 근활성도가 높은 근육을 도출하고, 근활성화도가 높은 근육들의 상대 비율인 근전위 활성화 비율(Ratio)을 도출하여, 기준데이터의 근육 비중 순위와 일치하는지 판정할 수 있다.

운동기구별로 주로 발달시키거나, 또는 훈련하고자 하거나, 또는 운동하고자 하는 근육 부위가 다르다. 사용자가 개인 운동 과정에서 운동기구를 잘못 사용하게 되면 발달시키고자 하는 근육이 아닌 다른 부분에 힘을 주어 잘못된 동작을 할 수 있으며, 이로 인한 부상의 위험이 있을 수 있다. 본 발명은 사용자가 스마트 의류를 착용한 상태에서 개인 운동을 수행하게 되면, 실시간으로 근육 부위별 수의적 기준 수축 백분율(%RVC) 산정하여 동작의 적절성 여부를 판정할 수 있어, 개인 운동 교정에 탁월한 효과가 있다.

이를 통해 목표하는 대상 근육이 활용되었는지 평가하고, 이를 바탕으로 대상 근육의 활성도가 목표 수준에 도달하였는지, 대상 근육이 아닌 근육이 활성화되었는지, 운동 강도는 적절하였는지에 따라 사용자 맞춤 운동 개선 방법을 코칭하거나, 운동 부하를 증감하는 피드백을 제공하는 등 자동화된 자가 운동 점검의 운용 방법을 제공할 수 있다.

구체적으로 실시간 변동되는 운동 기구의 상태와 운동 부하에 따른 각 단계별 요구되는 활성화 근육의 부위 데이터와 실시간 사용자의 인체 생리 데이터를 비교하여 각 운동기구 별 특정되는 대상 근육(목표 근육)과 비대상근육에 대해 대상 근육의 목표 근활성도와 해당 근육의 실제 근활성도의 차이를 산출하여 잘못된 근육의 사용을 확인하고, 대상 근육을 목표치 만큼 사용할 수 있도록 유도하는 피드백을 생성하고, 운동 기구 혹은 모바일 어플리케이션에 내장된 소프트웨어를 활용한 시각적 디스플레이를 통해 사용자가 실시간으로 확인할 수 있도록 구성할 수 있다. 내장된 소프트웨어에 대해서는 구체적으로 후술하며, 시각적 디스플레이는 후술할 사용자 단말(100)을 통해 수행될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

개인 운동시 운동 자세가 적절한 자세라면, 개인마다 적합한 운동 시간과 운동 강도를 결정해야 한다. 트레이닝 제공 서버(200)는 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)를 기반으로 적합한 운동 시간과 운동 강도를 추정할 수 있다.

트레이닝 제공 서버(200)는 먼저, 중량별로 근육 수축 유지 목표 지속시간에 대한 기준 데이터를 저장해두고, 스마트 의류(300)로부터 근전도 신호를 측정하여 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준값 이상으로 유지되는 지속시간(Duration)을 측정하여 비교할 수 있다. 트레이닝 제공 서버(200)는 근육 수축 유지 목표 지속시간과 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준값 이상으로 유지되는 지속시간을 비교하여 개인에게 가장 적합한 중량을 추정할 수 있다.

인터넷 통신 단말(100)은 사용자로부터 사용자의 신체 정보, 성별, 나이 정보를 입력 받을 수 있다. 인터넷 통신 단말(100)은 사용자로부터 입력받은 정보를 트레이닝 제공 서버(200)로 제공할 수 있고, 트레이닝 제공 서버(200)는 사용자의 신체 정보, 성별, 나이에 따라 적합한 운동 프로그램을 제공할 수 있다.

인터넷 통신 단말(100)은 트레이닝 제공 서버(200)로부터 개인 운동 자세의 적합 여부를 수신하여 그 결과를 표시할 수 있다. 만약 개인 운동의 자세가 부적합하다고 판단한 경우 운동에 대한 코칭 정보 또는, 운동 기구 사용법 등에 대한 정보를 수신하여 표시할 수 있다. 단말(100)은 근거리 인터넷 기술 등을 통해 서버(200)와 연결될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 유선 등의 방법을 통해 데이터 송수신이 가능하게 연결될 수도 있다.

인터넷 통신 단말(100)은 사용자로부터 운동목적이나 사용자의 운동 숙련도 정보를 입력받아 트레이닝 제공 서버(200)로 전송할 수 있다. 트레이닝 제공 서버(200)는 기본적인 각 운동기구나 운동에서 목적하는 운동효과(예시적으로 삼각근을 활성화하기 위한 운동 등)로 설정되어 운동프로그램을 제공 받지만, 경우에 따라서는 사용자가 인터넷 통신 단말(100)에 의해 입력받은 사용자의 운동 숙련도나 운동목적이 다른 경우 운동 기구별 운동목적 근육이 다르게 설정될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에서 사용되는 스마트 의류(300)의 근전도 측정 위치를 나타낸 개념도이다.

비제한적인 예시로서, 도 2를 참고하여 보다 상세히 설명하면, 승모근의 경우 뒷목에서 어깨로 이어져 내려오는 위치에 측정점을 위치시키며, 상완이두근의 경우 아래팔을 굽혔을 때 왼팔 안쪽에서 가장 볼록 튀어나온 지점에 측정점을 위치시킬 수 있다. 일반적으로 위팔 중간에 상응한다. 광배근의 경우 척추선의 인체의 측면선의 중간이 되는 지점에서 날개뼈의 도드라진 부분으로부터 아래방향으로 약 4cm 가량 떨어진 지점에 측정점을 위치시킬 수 있다. 삼각근, 그 중에서도 측면 삼각근의 경우 어깨 봉우리 끝과 삼각근결절의 중간지점 측정점을 위치시킬 수 있다. 대흉근의 경우 쇄골 아래 4개 손가락 너비가량 아래부분에 배치되어 전방 겨드랑이 경계의 중간에 측정점을 위치시킬 수 있다.

하체에서 가장 많이 측정되는 근육 중 하나인 대둔근의 경우 대퇴골 대전자(greater trochanter)와 천골(sacrum)을 자연스럽게 가상으로 연결했을 때 중간이 되는 지점에 측정점에 위치시킬 수 있으며, 대퇴직근의 경우 일반적으로 넓적다리 전면부의 중간부분에 위치되며 대퇴이두근은 넓적다리 뒷면의 중간정도 위치에서 살짝 1시 방향으로 기울어진 형태로 전극이 부착될 수 있다. 외측광근은 무릎뼈위에서 대퇴 외측으로 손가락 5개 정도의 너비만큼 벗어난 지점에서 측정위치가 정해질 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 제공 방법에 대한 순서도이다.

트레이닝 제공 서버(200)는 운동기구별 관여 근육에 대한 정보를 수집할 수 있다(S100). 운동기구별로 관여하는 근육 부위에 대한 정보는 숙련된 운동수행자가 적절한 운동 강도에서 적합한 자세로 운동을 수행하였을 때 도 2에서 개시하고 있는 근전도 측정이 가능한 모든 부위에 대한 정보이다. 관여 근육에 대한 정보는 근육 부위에 대한 정보뿐만 아니라 운동기구 별로 근육 비중 순위와 %RVC>Y를 유지하는 지속 시간(Duration)에 대한 정보도 포함한다.

인터넷 통신 단말(100)은 사용자로부터 개인 정보를 입력받을 수 있다(S105). 개인 정보는 운동 수행자의 나이, 성별, 운동목적, 운동 숙련도, 체지방률, 제지방률, 키, 몸무게에 대한 정보를 포함한다. 인터넷 통신 단말(100)은 개인 정보를 트레이닝 제공 서버(200)로 전송할 수 있다.

트레이닝 제공 서버(200)는 스마트 의류로(300)부터 근전도 신호를 수신할 수 있다(S110). 운동 수행자는 스마트 의류(300)를 착용한 상태에서 운동을 수행하게 되면 근전위가 발생하게 되고 스마트 의류(300)는 근전위를 센싱하여 근전도 값을 트레이닝 제공 서버(200)로 전송할 수 있다.

트레이닝 제공 서버(200)는 근전도 신호의 주파수 스펙트럼의 최대값과 주파수 스펙트럼의 기울기를 기반으로 1RM을 추정할 수 있으며, Wathan 공식에 의해 손쉽게 1RM을 추정할 수 있다(S115).

여기서 RM(Repetion Maximum)은 1회 최대 수축을 통해 생성되는 힘이며 사용자가 최대로 들 수 있는 무게를 말하는데 정확한 동작으로 한번 들어 올릴 수 있는 무게를 의미한다.

트레이닝 제공 서버(200)는 개인 운동의 적합 중량을 결정하고 적합 중량 정보를 인터넷 통신 단말(100)로 전송할 수 있다(S120). 적합 중량은 1RM을 기반으로 1RM의 일부 비율로 정할 수 있으며, 보통 30% 1RM 내지 80% 1RM을 적합 중량으로 결정할 수 있다.

트레이닝 제공 서버(200)는 근전도 신호가 수신된 근육 부위 모두에 대해서 근전위 활성화 비율(Ratio)을 도출 할 수 있다(S125). 근전도 신호가 수신된 근육 부위는 수축하고 있으며, 운동에서 근수축이 일어났다고 볼 수 있다. 이때, 상대적으로 근전위 활성화 비율이 높은 부위에 더 많은 중량이 가해졌다고 볼 수 있어, 근전위 활성화 비율(Ratio)에 의해 운동 자세의 적합여부를 판정할 수 있다(S130).

운동 자세 적합 여부 판정 단계(S130)는 트레이닝 제공 서버(200)가 운동 기구 별로 적합 운동 상태에서 단련하기 위한 주요 훈련대상 근육들을 지정하고, 주요 훈련대상 근육들의 근전위 활성화 비율(Ratio)이 높은 순위로 저장해둔 기준데이터와 개인 운동 상태에서 측정된 근전위 활성화 비율(Ratio)의 상대적 비교 우위를 비교하여 운동 자세의 적합 여부를 판단하는 것이다. 따라서 기 저장된 근전위 활성화 비율(Ratio)의 순위와 개인 운동 상태에서 측정된 근전위 활성화 비율(Ratio)이 일치하는 경우, 운동 자세 적합을 판정 적합을 판단하고, 그렇지 않은 경우 중량이 운동수행자에게 적절하지 않을 수 있으므로 적합 중량을 다시 결정할 수 있다(S120).

운동 자세 적합 여부 판정 단계(S130)에서 적합한 자세로 판정된 경우 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)를 근전도 신호가 수신된 근육 부위별로 산정할 수 있다(S135).

수의적 기준 수축 백분율(%RVC)가 기준값 이상으로 유지되는 지속시간(Duration)을 측정할 수 있다(S140). 트레이닝 제공 서버(200)는 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)가 기준값 이상으로 유지되는 지속시간(Duration)이 기 수집된 숙련자의 중량별 지속시간(Duration)과 비교하여 자세 유지 시간이 적절한지 여부를 판정(S145)할 수 있다. 주요 훈련대상 근육의 중량별 지속시간이 적절하지 않은 경우, 주요 훈련대상근육이 아닌 근육(비훈련대상근육)의 관여도를 낮추고 주요 훈련대상근육의 관여도를 높이는 방향으로 피드백을 제공할 수 있다. 훈련대상 근육의 관여도를 높이는 하나의 예로는, 적합 중량을 다시 결정하는 단계(S120)로 회기하는 것일 수 있다. 이와 같이 사용자는 피드백의 지침에 따라 훈련대상 근육의 관여도를 높이되, 운동을 반복하여 수행하고(S150) 종료한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 트레이닝 제공 방법에 대한 순서도이다.

인터넷 통신 단말(100)은 개인 정보를 입력받고(S200), 트레이닝 제공 서버(200)는 근전도 신호를 수신하면, 이로부터 1RM을 추정하고(S205). 운동수행자의 개인정보와 1RM으로부터 적합 중량을 결정할 수 있다(S210).

근전도가 수신된 근육 부위를 관여 근육 부위라 보고, 관여 근육 부위별 수의적 기준 수축 백분율(%RVC), 근전위 활성화 비율(Ratio)를 산정할 수 있다(S215).

이때, 운동 기구 별로 단련하기 위한 주요 훈련대상 근육들을 지정하고 해당 근육의 근전위 활성화 비율을 비교 판정하여(S220), Ratio(제1 훈련대상 근육) > Ratio(제2 훈련대상 근육)인 경우 적합한 자세에서 운동이 수행되었다고 볼 수 있다. 반면에, Ratio(제1 훈련대상 근육) < Ratio(제2 훈련대상 근육)인 경우 운동에서 중량이 적합하지 않을 수 있으므로 중량을 변경하여(S225) 다시 관여 근육 부위별로 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)와 근전위 활성화 비율(Ratio)을 산정할 수 있다.

수의적 기준 수축 백분율(%RVC)을 비교 판단하는 기준값을 100으로 초기화하고(S230). %RVC(제3 근육)이 기준값(Y) 이상인지 비교한다(S235).

수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준값(Y) 이상이라면 기준값(Y)을 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준값(Y)보다 작아질때까지 계속 반복적으로 100 증가시킨다(S240), 이렇게 하여 기준 수축 백분율(%RVC)보다 작은 기준값(Y)중 가장 큰 기준값(Y)을 구할 수 있다.

트레이닝 제공 서버(200)는 적절한 자세 유지 시간을 안내하기 위해 기준 수축 백분율(%RVC)가 기준값(Y)이상을 유지하는 지속 시간(Duration)을 측정할 수 있다(S245). 스마트 의류(300)에서 송신한 근전도 신호를 이용하여 기준값 이상이 되는 근전위가 지속적으로 유지되는 지속시간(Duration)을 측정하면 운동수행자가 개인 운동 동작 1회 수행 중 자세 유지 시간을 알 수 있다.

운동 기구별로 개인 운동 동작 1회당 관여 근육 부위들에 힘이 유지되는 지속시간이 다를 수 있다. 트레이닝 제공 서버(200)는 운동 기구별 수집 데이터에 저장된 기준데이터와 운동 수행자의 근전위 신호를 비교하여 관여 근육 부위별 지속시간(Duration)이 모두 기준데이터 이상 값인지 비교할 수 있다(S250). 트레이닝 제공 서버(200)는 일부 관여 근육에서 측정된 근전위 신호의 지속시간(Duration)이 기준데이터의 지속시간을 만족하지 못한다면 개인 운동 동작에 대한 코칭 정보를 제공할 수 있다(S255). 이를 테면 가슴보다 넓게 바를 쥔 뒤에 가슴 위로 내리는 운동인 랫 풀 다운(lat pull down)운동은 주로 등에 넓게 위치한 광배근을 단련하는 운동이나 비숙련자의 경우 광배근이 아닌 팔과 어깨의 힘이 사용될 수 있다. 트레이닝 제공 서버(200)는 스마트 의류(300)를 착용한 운동 수행자가 랫 풀 다운 운동을 수행할 때 동작 끝까지 광배근의 힘이 사용되는지 확인하기 위해 지속시간(Duration)을 측정할 수 있다(S250). 만약 지속시간(Duration)이 부족한 경우 운동자세를 교정할 수 있도록 코칭 정보를 제공할 수 있다(S255).

트레이닝 제공 서버(200)는 운동 수행자가 적합한 운동자세에 운동을 마친 경우 중량을 높여 운동 강도를 높이도록 할 수 있다. 비제한적인 예시로서, 트레이닝 제공 서버(200)는 중량을 1RM x (1-100/Y)만큼 증가시켜 운동을 더 강도 높게 진행하도록 할 수 있다(S260).

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지속시간(Duration)에 따른 트레이닝 제공 방법에 대한 순서도이다.

수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준값(Y) 이상 상태가 유지되는 각 근육 부위별 지속시간(Duration)을 측정한다(S250). 이때 복수개의 근육 부위 각각에 대하여 수위적 기준 수축 백분율(%RVC)을 산정하고 지속시간(Duration)을 측정한 결과 기 저장된 기준데이터와 비교하였을 때 목표값에 모두 도달한 경우(S270). 현재 상태의 운동 기구 위치 설정 상태값을 저장해 둘 수 있다(S272). 예를 들어, 랫 풀 다운(Lat Pull Down)의 경우 무릎패드의 높이, 의자의 경사 각도, 손잡이 바의 위치, 중량 값 등일 수 있다.

트레이닝 제공 서버(200)는 개인 운동 중 일부 관여 근육 부위의 지속시간(Duration)이 기준데이터에 미달하는 것으로 판단한 경우(S274), 운동 기구의 위치 설정이 사용자에게 맞도록 위치를 재설정하는 방법을 안내 할 수 있다(S276). 지속시간(Duration)이 기준데이터 미만인 근육 부위에 따라 적절한 운동 코칭 메시지를 생성(S278)하여 운동수행자의 인터넷 통신 단말(100)로 전송할 수 있다. 운동 수행자는 적합한 운동 자세를 수행할 때까지 개인 운동을 반복 수행할 수 있다.

트레이닝 제공 서버(200)는 개인 운동 중 모든 근육 부위의 지속시간(Duration)이 기준데이터에 미달하는 경우 중량을 감량할 수 있다(S280). 비숙련자는 평소에 자주 써서 발달된 근육을 무리하게 이용하여 운동을 수행할 수 있다. 따라서 초급 비숙련자는 중량을 낮추어 자주 쓰지 않은 부위에 힘을 쓰는 연습을 한 후 차츰 중량을 높여 가는 것이 바람직하다.

도 6 내지 도 8은 랫 풀 다운(Lat Pull Down) 동작을 예시로 근전도 신호를 측정한 결과 값들이다.

도 6은 도 3 내지 도 5의 본 발명의 실시예에 따라 1회 동작 중 peak값의 근전위 활성화 비율(Ratio)을 나타낸 것이다. 도 7은 %RVC>100 이상의 지속시간(Duration)을 나타낸 것이고, 도 8은 %RVC>100 이상의 지속시간(Duration)을 나타낸 것이다. 단, 이 때 %RVC를 기준값(Y)은 RVC 동작에 따라 세부조정될 수 있다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 제공 서버(200)는 랫 풀 다운(Lat Pull Down) 동작 시 올바른 힘 분배는 광배근의 사용이 상완이두근보다 우세한 것이므로 광배근과 상완이두근의 사용비율을 각각 확인함으로써 운동자세 적합을 판별할 수 있다.

비숙련자의 경우 적절한 중량으로 운동 기구를 사용해야 적합한 운동 자세가 나올 수 있다. 도 6을 참조하면, 근전위 활성화 비율(Ratio)이 광배근, 삼각근, 승모근, 상완이두근 순으로 되었을 때 운동 자세가 적합한데, 그때의 중량이 50% 1RM임을 확인 할 수 있다. 운동 수행자에게 적합한 중량을 설정하여 운동을 수행하였을 때 적합한 자세가 나올 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 제공 서버(200)는 비숙련자가 랫 풀 다운 동작을 수행하였을 때 상완이두근의 힘의 분배가 높은 것을 참조하여, 먼저 상완이두근의 근전위 활성화 비율(Ratio)이 삼각근의 근전위 활성화 비율(Ratio)보다 낮은지 확인 할 수 있다. 그 다음으로, 랫 풀 다운 동작은 광배근 단련 운동이므로 광배근의 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)을 기준으로 근육 수축이 유지되는 지속시간(Duration)을 측정하여 적절한 자세 유지 시간을 안내할 수 있다.

개인 운동 수행시 중량에 따라 적합한 기준 수축 백분율(%RVC)의 근육 수축이 유지되는 지속시간이 다르다. 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)의 기준값(Y)을 정하기 위해서 운동 기구별 집중 단련 근육 부위를 미리 지정하고, 해당 근육 부위에 대한 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)의 기준값(Y)중 기준 수축 백분율(%RVC)보다 작은 기준값(Y)중 가장 큰 기준값(Y)을 이용하여 지속시간(Duration)을 모니터링 할 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 랫 풀 다운 동작은 광배근 단련 운동으로서 광배근의 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)에 대해서 기준값(Y)을 1차적으로 모니터링한다. 운동 수행자의 운동 숙련 정도에 따라서 30% 1RM 중량일 경우 광배근의 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 200 이상에서 지속시간(Duration) 기준데이터가 0이므로 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)은 100 이상에서 지속시간(Duration)을 측정해야 할 것이다. 반면, 운동 숙련도가 높은 운동 수행자의 경우 중량이 50% 1RM이나 80% 1RM이 적합 중량일 수 있고, 이 경우 광배근의 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)의 기준값(Y)은 200이 될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 제공 서버(200)는 이 경우, 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)의 기준값(Y)을 200으로 하여 %RVC>200을 유지하는 지속시간(Duration)을 측정하고, 자세의 적합 여부를 판정할 수 있다.

도 9은 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 제공 서비스 시스템(10)에서 인터넷 통신 단말(100)에 제공하는 화면의 일 실시예이다.

랫 풀 다운 동작 수행 중 스마트 의류(300)에서 실시간으로 근전도 신호를 센싱하여 트레이닝 제공 서버(200)로 전송하고, 자세 유지 시간을 운동 수행자가 실시간을 확인할 수 있도록 인터넷 통신 단말(100)은 지속시간(Duration) 현황을 표시할 수 있다.

또한 운동 자세 유지 시간이 기준 데이터값에 미달한 경우, 운동 수행자가 운동 자세를 교정할 수 있도록 코칭 정보를 함께 표시할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 제공 서비스 시스템(10)에서 운동 기구 위치 설정을 안내하는 인터넷 통신 단말(100)의 예시도이다.

트레이닝 제공 서버(200)는 운동 기구의 위치 재설정 안내 단계(S276)에서 도 10과 같은 화면 인터페이스를 인터넷 통신 단말(100)이 표시할 수 있도록 관련 정보를 전송할 수 있다.

랫 풀 다운 동작에서 광배근 사용 비중을 높이기 위해서는 양 발이 지면에 단단히 고정되어야 가슴까지 상단 바를 내렸을 때 등 뒤쪽인 광배근에 힘이 가해질 수 있다. 또한 양 손은 상단 바를 잡을 때 손목이 꺾이지 않도록 어깨너비 보다 넓게 잡아야 한다. 상단 바를 내리면서 상체를 살짝 뒤로 젖혀 약간의 사선을 만들어 주는 것이 바람직하다. 랫 풀 다운 운동기구는 무릎 패드의 높낮이와 의자의 기울기를 조절할 수 있는데, 트레이닝 제공 서버(200)는 운동 수행자의 근육 부위별 근전도 신호로부터 사용자에게 맞는 운동 기구 위치 설정을 추천할 수 있다.

삼각근과 광배근의 근력 지속 시간이 부족하다면 무릎 패드를 내려서 양쪽 발의 지면 지지력을 높이고 상단 바에서 양손을 더 넓게 잡도록 안내할 수 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 트레이닝 서비스 제공 방법의 순서도이다.

래터럴 레이즈(Lateral Raise)는 고립운동의 대표적인 예로서 어깨에 위치한 삼각근을 단련하기 위한 운동이다. 래터럴 레이즈의 경우 관여 근육은 삼각근이며, 상완이두근에 힘이 분배되지 않고 오로지 삼각근에만 근력이 집중되게 하는 운동이다. 비숙련자의 경우 이러한 경우, 팔의 힘 만으로 덤벨의 무게를 지탱하게 되어 상완이두근에 힘이 분배되지 않는다. 상완이두근에 힘이 사용되는 운동 강도를 찾기 위해 도 11과 같은 방법을 사용할 수 있다.

트레이닝 제공 서버(200)는 먼저 운동기구별 관여 근육에 대한 정보를 수집(S300)하고, 사용자가 입력한 개인 정보(S305)를 바탕으로 가장 낮은 중량 값으로 운동 기구 중량 설정(S310)을 안내한다.

스마트 의류(300)로부터 근전도 신호를 수신(S315)한다. 운동 기구별 목표근육 값이 타 근육에 비해 가장 높은 목표근육 부위에 대하여 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)를 산정한다(S320).

목표근육의 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준데이터 상의 기준값(Y) 이상이면, 목표근육의 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준값(Y)이상으로 유지되는 지속시간(Duration)을 측정한다(S330). 측정된 기준값(Y) 이상으로 유지되는 지속시간(Duration)과 기준 데이터의 목표시간을 비교하여 측정된 기준값(Y)이상으로 유지되는 지속시간(Duration)이 목표시간 이상인 경우, 운동 강도가 적절하지 않다고 판단(S340)하고, 중량을 증가 시켜(S335) 다시 개인 운동을 반복한다. 본 실시예에서는 가장 낮은 중량부터 시작하여 중량을 늘려가면서 운동 사용자에게 적합한 운동 강도를 찾을 때까지 중량을 증가시켜 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)와 지속시간(Duration)을 반복 측정한다.

운동 사용자에게 적합한 운동 강도를 찾았다고 판단되면(S340), 해당 운동 설정값으로 운동을 반복하여 수행하고(S345). 해당 중량을 개인 운동의 적합 중량으로 저장한다(S350).

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 제공 서비스 시스템의 신호흐름도이다.

도 12를 참조하면, 인터넷 통신 단말(100)에서 입력받은 개인정보를 트레이닝 제공 서버(200)에 전달한다(S400). 트레이닝 제공 서버(200)는 운동 수행자의 개인 정보를 저장한다(S405). 개인 정보에는 운동 수행자의 키, 몸무게, 체지방, 근력량, 운동 숙련도, 운동 목적, 나이, 성별 등을 포함한다.

운동 수행자는 하려고 하는 운동 기구를 선택하여 트레이닝 제공 서버(200)로 전송한다(S410). 트레이닝 제공 서버(200)는 기 저장된 운동 기구별 기준 데이터를 추출한다(S415). 트레이닝 제공 서버(200)는 개인 운동 시작을 안내하고(S420), 인터넷 통신 단말(100)은 동작 수행을 안내한다(S4250).

운동 수행자는 동작 수행 안내에 따라 운동을 수행하게 되면, 스마트 의류(300)로 운동 수행자의 근전도 신호를 센싱하여 근전도 신호를 트레이닝 제공 서버(200)로 전송한다(S430).

트레이닝 제공 서버(200)는 근전도 신호의 스펙트럼으로부터 1RM을 추정하고(S435), 운동 수행자가 해당 운동 기구를 사용할 때의 적절한 중량을 결정한다(S440). 운동 수행자가 운동 숙련도 수준이 높은 경우 중량은 1RM의 50% 수준으로 결정하고, 운동 숙련도 수준이 낮은 경우는 이보다 더 낮은 중량으로 결정할 수 있다. 뿐만 아니라 선택한 운동 기구에 따라서 고립 운동의 경우 낮은 중량으로 결정할 수 있고, 전신 운동의 경우 높은 중량으로 결정할 수 있다.

트레이닝 제공 서버(200)는 중량 설정값을 전송하고(S445), 인터넷 통신 단말(100)은 중량 설정값을 표시한다(S450). 운동 수행자는 표시된 중량 설정값으로 운동 기구의 중량을 설정하고 다시 운동을 수행한다. 이에 따라 스마트 의류는 근전도 신호를 전송한다(S455).

운동 기구별 목표 근육에 대한 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)를 측정하고 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준값(Y) 이상을 유지하는 지속시간(Duration)을 측정한다(S460). 지속시간(Duration)이 기준데이터 이상인 경우(S470), 운동 자세 적합 정보를 전송(S480)하고, 운동 자세 적합을 표시한다(S485). 지속시간(Duration)이 기준데이터에 미치지 못하면(S470), 코칭 정보를 전송(S465)하고, 운동 자세 코칭을 표시할 수 있다(S475). 운동 자세 코칭 표시는 도 9를 참조한다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류를 이용한 트레이닝 제공 서비스 시스템의 구성도이다.

도 13을 참조하면 트레이닝 제공 서비스 시스템(20)은 운동 기구(400)를 더 포함할 수 있다.

운동 기구(400)는 트레이닝 제공 서버(200)와 연동되어 정보를 송수신할 수 있다. 트레이닝 제공 서버(200)는 중량이나 운동 기구 위치 설정을 운동 기구(400)에 전송하면, 운동 기구(400)는 중량이나 운동 기구 위치 설정 값을 수신하여 전동으로 변경 설정된다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 제공 서비스 시스템(20)의 신호흐름도이다.

도 14를 참조하면, 인터넷 통신 단말(100)은 입력받은 개인 정보를 트레이닝 제공 서버(200)로 전송(S500)한다. 트레이닝 제공 서버(200)는 근육 부위별 근력 향상 목표량을 설정하고(S505), 이에 따라 운동 프로그램을 생성하여(S510), 운동 프로그램을 인터넷 통신 단말(100)로 전송할 수 있다(S515).

트레이닝 제공 서비스 시스템(20)은 운동 목적이 재활인지 아니면 근력 향상인지에 따라 운동 프로그램을 다르게 생성할 수 있고, 근력을 향상 하고자 하는 신체 부위에 따라 운동 프로그램을 다르게 생성할 수 있다.

운동 기구(400)는 운동 수행이 시작되면(S520), 운동 시작 정보를 전송할 수 있다(S525). 1RM 추정시 Wathan 공식을 사용하면 보다 정확하게 추정할 수 있는데 운동 기구의 중량과 반복 횟수가 Wathan 공식에 사용되어 운동 시작 정보를 트레이닝 제공 서버(200)로 전송할 수 있다(S525).

트레이닝 제공 서버(200)는 스마트 의류(300)를 착용한 운동 수행자가 미세한 움직임에도 발생하는 근전도 신호를 배제하고, 운동 기구(400)에서 운동 수행 시작 정보 이후에 발생하는 근전도 신호만을 이용할 수 있다. 스마트 의류(300)는 트레이닝 제공 서버(200)로 근전도 신호를 전송하고(S530), 트레이닝 제공 서버(200)는 운동 기구에서 보내온 운동 시작 정보와 근전도 신호 값으로부터 보다 정밀하게 1RM 추정을 할 수 있다(S535).

트레이닝 제공 서버(200)는 운동기구(400)에 중량을 50% 1RM으로 재설정할 수 있다(S540). 일반적인 1:1 퍼스널 트레이닝에서 운동 수행자에게 맞는 중량으로 운동 기구를 설정하여 근력 운동을 수행하도록 한다. 따라서 본 발명은 운동 수행자에게 적합한 중량으로 운동을 수행할 수 있도록 운동기구(400)의 중량을 재설정 하도록 한다.

운동 기구(400)의 변경된 중량 상태에서 운동 수행을 반복(S545)하고 스마트 의류(300)는 근전도 신호를 전송한다(S550).

운동 기구 별 관여 근육들의 힘 분배 비중을 비교할 필요가 있다. 운동 기구에 따라서 제1 근육의 비중이 제2 근육 비중 높아야 하는 경우 제1 근육의 근전위 활성화 비율(Ratio)이 제2 근육의 근전위 활성화 비율(Ratio) 보다 높은 경우(S555), 트레이닝 제공 서버(200)는 운동기구(400)에 위치 설정값 변경을 요청할 수 있고(S560), 운동기구(400)는 위치 설정을 변경 조치한 뒤(S565), 다시 운동 수행을 반복한다(S545).

제1 근육의 근전위 활성화 비율(Ratio)이 제2 근육의 근전위 활성화 비율(Ratio)보다 낮은 경우, 트레이닝 제공 서버(200)는 목표 근육의 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)의 적절 기준값을 결정한다(S570). 운동 수행자의 운동 숙련도, 1RM의 크기에 따라 적합한 기준값을 결정할 수 있다.

운동 기구별 목표 근육(제3 근육)의 기준값에 미치지 못하면 트레이닝 제공 서버(200)는 운동기구(400)의 중량을 늘려(S580) 운동 수행을 반복한다(S545).

운동 기구별 목표 근육(제3 근육)의 기준값에 미치지 못한 것은 중량이 너무 가벼워 관련 근육 부위로 힘이 배분되지 않을 수 있기 때문이다.

운동 기구별 목표 근육(제3 근육)의 기준값이 이상인지 판단하고(S575), 기준값 이상이라면, 목표 근육 외에 운동 기구별 관여 근육 부위 모두에 대하여 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준값 이상을 유지하는 지속시간(Duration)을 측정해 목표시간에 도달하였는지 판단한다(S585).

수의적 기준 수축 백분율(%RVC)을 해당 운동 기구에 대한 관여 근육 부위 모두에 대해서 측정하고, 기준값 이상을 유지하는 지속시간(Duration)이 목표시간에 도달하였다면 운동 자세 적합을 판정한다(S600). 반면 일부 관여 근육에서 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준값 이상을 유지하는 지속시간(Duration)이 목표시간에 비하여 짧다면, 운동 기구 위치 설정을 변경을(S590) 요청하고, 운동기구(400)는 위치를 재설정 할 수 있다(S595). 예를 들어 랫 풀 다운의 경우 상단 바의 그립 부분의 위치라던가 무릎 패드의 높낮이 또는 의자의 기울기 등이 될 수 있다.

트레이닝 제공 서버(200)는 운동 자세 적합을 판정(S600)하면, 운동 수행 이력을 인터넷 통신 단말(100)로 전송하여(S605), 운동 수행자가 운동 이력 표시(S610)를 확인하고 성취감을 얻을 수 있도록 할 수 있다.

본 명세서에 첨부된 도면의 순서도의 각 구성 요소는 소프트웨어(Software) 또는, FPGA(Field Programmable Gate Array)나 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어(Hardware)를 의미할 수 있다. 그렇지만, 상기 구성 요소들은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 어드레싱(Addressing) 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 상기 구성 요소들 안에서 제공되는 기능은 더 세분된 구성요소에 의하여 구현될 수 있으며, 복수의 구성 요소들을 합하여 특정한 기능을 수행하는 하나의 구성 요소로 구현될 수도 있다.

본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

첨부된 도면의 구성도 또는 블록도 상의 각 구성요소는 소프트웨어나 FPGA(field-programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit) 등의 하드웨어로 구현될 수 있다. 다만, 구성도 또는 블록도 상의 각 구성요소들은 소프트웨어 및 하드웨어뿐만 아니라 어드레싱 가능한 저장 매체에서 구현될 수 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수 있다.

구성도 또는 블록도 상의 각 구성요소는 특정된 논리 기능을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 의미할 수 있다. 따라서 구성도 또는 블록도 상의 구성요소가 제공하는 기능은 더 세분화된 복수의 구성요소에 의해 구현되거나, 또는 구성도 또는 블록도 상의 복수의 구성요소들은 일체화된 하나의 구성요소에 의하여 구현될 수도 있음은 물론이다.

이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 범위는 이상에서 예시된 기술 사상의 변경물, 균등물 내지는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10, 20: 트레이닝 제공 서비스 시스템
100: 인터넷 통신 단말
200: 트레이닝 제공 서버
300: 스마트 의류
400: 운동 기구

Claims (13)

1. 사용자가 운동 중 착용할 수 있고, 운동 상태에서 신체 근육 부위별로 근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류;
   상기 스마트 의류로부터 사용자의 운동 상태에서 근전도 측정값을 받아 1RM을 추정하고, 1RM으로부터 개인 운동의 적합 중량을 결정하고, 운동 기구마다 관여 근육 부위별로 1회 동작 중 근전도 측정값으로부터 근전위 활성화 비율(Ratio)을 도출하여, 상기 근전위 활성화 비율(Ratio)이 기 저장된 근육 비중 순위와 일치하는지 여부로부터 운동자세의 적합성 여부를 판정하고, 상기 판정결과에 따라 운동 코칭 정보를 생성하는 트레이닝 제공 서버; 및
   사용자로부터 사용자 신체 정보, 성별, 나이 정보를 입력받고, 상기 트레이닝 제공 서버로부터 개인 운동 자세의 적합 유무를 수신하고, 상기 개인 운동 자세의 운동 코칭 정보를 수신하여 표시하는 인터넷 통신 단말을 포함하는 트레이닝 제공 서비스 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 트레이닝 제공 서버는,
   상기 근전도 값으로부터 각 근육 부위별로 3회 내지 5회 동작중 피크값 또는 피크값 전후 구간평균 RVC 대비 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)을 산정하고, 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준값 이상으로 유지되는 지속시간(Duration)을 측정하여, 각 근육 부위별 지속시간(Duration)이 모두 목표값 이상인 경우 웨이트 목표 성공으로 판정하고, 그렇지 않은 경우 웨이트 목표 실패를 판정하는 트레이닝 제공 서비스 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 트레이닝 제공 서버는
   적어도 한 개 이상의 근육 부위가 수의적 기준 수축 백분율(%RVC)이 기준값 이상으로 유지되는 지속시간이 목표값 이하인 경우, 상기 트레이닝 제공 서버는 사용자가 웨이트 기구 설정에 문제가 있다고 판단하고, 웨이트 기구 위치 설정을 안내하는 것을 특징으로 하는 트레이닝 제공 서비스 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 트레이닝 제공 서버는,
   운동 기구 별로 적합 운동 상태에서 단련하기 위한 주요 근육들을 지정하고, 주요 근육들의 근전위 활성화 비율(Ratio)이 높은 순위로 저장해두고,
   상기 개인 운동 상태에서 측정된 근전위 활성화 비율(Ratio)의 상대적 비교 우위가 상기 기 저장된 근전위 활성화 비율(Ratio)의 순위와 일치하는 경우, 운동 자세 적합을 판정하는 것을 특징으로 하는 트레이닝 제공 서비스 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 트레이닝 제공 서비스 시스템은,
   상기 트레이닝 제공 서버와 연동되어 상기 트레이닝 제공 서버와 정보를 송수신하는 운동 기구를 더 포함하고,
   상기 운동 기구는, 상기 트레이닝 제공 서버로부터 운동 기구의 위치 설정값 변경을 수신하면, 운동 기구의 위치 설정을 변경하는 것을 특징으로 하는 트레이닝 제공 서비스 시스템.
6. 복수개의 근육 부위에 대하여 각각 근전도 측정 기능을 갖는 스마트 의류와 연동되어 구동되는 트레이닝 제공 장치가,
   운동기구별 관여 근육에 대한 정보를 수집하는 단계;
   개인 운동 상태에서 상기 스마트 의류로부터 근전도 신호를 수신하는 단계;
   상기 근전도 신호의 스펙트럼으로부터 1RM을 추정하는 단계;
   상기 1RM으로부터 적합 중량을 결정하는 단계;
   상기 개인 운동 상태에서 1회 동작 중 피크 값 RVC 대비 비율인 수의적 기준 수축 백분율(%RVC) 산정 단계;
   상기 %RVC>Y(Y는 100이상의 정수)를 유지하는 근육 부위별 지속시간을 측정하는 단계; 및
   상기 측정된 지속시간이 목표값 이상인지 판정하는 적절자세 판정 단계를 포함하는 트레이닝 제공 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 근전도 신호를 수신하는 단계는,
   상기 복수개의 근육부위에 대하여 각각의 근전도 신호를 수신하는 단계;
   상기 개인별 운동 근전도 신호가 상기 기 수집된 운동기구별 기준데이터와 비교하여 관여 근육들의 근전위 활성화 비율(Ratio)이 일치하는지 비교하는 단계;
   상기 관여 근육들의 근전위 활성화 비율(Ratio)이 기준데이터와 일치하는지 여부에 따라 자세 유지 시간의 적절성 여부를 판정하는 단계를 더 포함하는 트레이닝 제공 방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 근육 부위별 지속시간을 측정하는 단계는,
   상기 개인별 운동 1회 동작 중 관여하는 복수개의 근육 중 일부 근육이 지속시간 미달인 경우, 개운 운동 동작에 대한 코칭 정보를 제공하는 단계를 더 포함하는 트레이닝 제공 방법.
9. 제6항에 있어서,
   상기 근육 부위별 지속시간을 측정하는 단계는,
   상기 개인별 운동 1회 동작 중 관여하는 복수개의 근육 모두가 지속시간 미달인 경우, 중량을 감소하는 단계를 더 포함하는 트레이닝 제공 방법.
10. 제6항에 있어서,
    상기 근육 부위별 지속시간을 측정하는 단계는,
    상기 개인별 운동 1회 동작 중 관여하는 복수개의 근육 중 일부 근육이 지속시간 미달인 경우, 지속시간이 미달인 근육 부위에 중량이 더 가해지도록 운동기구 위치를 이동시키는 단계를 더 포함하는 트레이닝 제공 방법.
11. 근전도 신호를 수신하여 개인 운동프로그램을 제공하는 트레이닝 서비스 제공 장치가,
    운동기구별 관여 근육에 대한 정보를 수집하는 단계;
    가장 낮은 중량으로 중량을 설정하는 단계;
    개인 운동 상태에서 상기 스마트 의류로부터 근전도 신호를 수신하는 단계;
    상기 개인 운동 상태에서 1회 동작 중 피크 값 RVC 대비 비율인 수의적 기준 수축 백분율(%RVC) 산정 단계;
    상기 %RVC>Y(Y는 100이상의 정수)를 유지하는 근육 부위별 지속시간을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 지속시간이 목표시간 이상인지를 기준으로 운동 강도의 적절성 여부를 판단하는 단계를 포함하는 트레이닝 제공 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 운동 강도 적절성 여부를 판단하는 단계는,
    상기 측정된 지속시간이 목표시간 이상인 경우,
    상기 중량을 중량=(1+100/%RVC)으로 증량하여 개인 운동을 반복하여 수행하는 단계를 포함하는 트레이닝 제공 방법.
13. 제11항에 있어서,
    상기 운동 강도 적절성 여부를 판단하는 단계는
    상기 운동 강도가 적절하다고 판단 한 경우,
    상기 중량을 개인 운동의 적합 중량으로 저장하는 단계를 더 포함하는 트레이닝 제공 방법.

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