KR20230151145A - 스마트 운동 매트 및 이를 이용한 맞춤형 운동 분석 정보 제공 시스템 - Google Patents
스마트 운동 매트 및 이를 이용한 맞춤형 운동 분석 정보 제공 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본원은 운동 매트에 관한 것으로서, 상세하게는 매트 위에서의 신체의 세부 움직임과 운동 중의 변화되는 생체 신호를 효과적으로 수집 및 분석할 수 있는 운동 매트와 수집되고 분석된 운동 정보를 사용자에게 제공하는 시스템에 관한 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본원의 제 1 측면은, 압력 센서를 포함하는 매트 몸체부; 및, 상기 매트 몸체부의 외주연에 위치하고 센서가 배치된 보드 모듈:을 포함하는 스마트 운동 매트를 제공한다.
본원에 의하면, 하나의 매트 디바이스를 다양한 사용자가 개별 스마트 디바이스와 연결하여 사용함으로써 개인 데이터를 누적하여 개인별 운동 히스토리와 필요한 매일 필요한 운동 가이드 서비스를 제공할 수 있고, 특정 동작에서 상하체 체중 비율을 통해 상하체 비만도를 측정 또는 바른 자세로 서 있을 때 머리의 위치에 따라 거북목의 정도를 측정할 수도 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본원의 제 1 측면은, 압력 센서를 포함하는 매트 몸체부; 및, 상기 매트 몸체부의 외주연에 위치하고 센서가 배치된 보드 모듈:을 포함하는 스마트 운동 매트를 제공한다.
본원에 의하면, 하나의 매트 디바이스를 다양한 사용자가 개별 스마트 디바이스와 연결하여 사용함으로써 개인 데이터를 누적하여 개인별 운동 히스토리와 필요한 매일 필요한 운동 가이드 서비스를 제공할 수 있고, 특정 동작에서 상하체 체중 비율을 통해 상하체 비만도를 측정 또는 바른 자세로 서 있을 때 머리의 위치에 따라 거북목의 정도를 측정할 수도 있다.
Description
본원은 운동 매트에 관한 것으로서, 상세하게는 매트 위에서의 신체의 세부 움직임과 운동 중의 변화되는 생체 신호를 효과적으로 수집 및 분석할 수 있는 운동 매트와 수집되고 분석된 운동 정보를 사용자에게 제공하는 시스템에 관한 것이다.
최근 현대인들의 잘못된 자세 습관으로 인해 근육, 인대 및 골격 구조가 변형 또는 손상되어, 통증을 유발하는 경우가 증가하고 있으며, 골프나 요가 등 운동을 수행하는 과정에서 정확한 자세를 요하는 운동이 인기를 일으키고 있다.
예시적으로, 요가는 신체를 구성하는 근육과 골격의 발달뿐만 아니라 명상을 통한 스트레스 감소 등의 정신적인 치유를 포함한 복합적인 심신 수련 방법인데, 이러한 요가는 야외 시설이 아닌 실내에서 쉽게 접할 수 있는 장점이 있는 반면에, 전문가의 정확한 지도가 없이 이루어진다는 단점이 있고, 이는 초보자에게 있어서 부상과 같은 부작용이 발생하기 때문에 올바른 자세로 운동하는 습관을 유지하는 것이 매우 중요하다.
이와 같이 운동 중에 자세 교정이나 자신의 운동에 대한 다양한 정보의 중요성이 대두되면서, 다양한 장비를 포함하여 자신의 체형이나 신체 정보에 맞는 운동 하기 위한 전자 장치를 포함하는 스마트 운동 기구들이 제시되고 있다. 이러한 스마트 운동 기구는 사용자의 자세를 분석하여, 사용자의 자세가 정확한 자세로 교정되도록 교정 정보를 제공하는 시스템으로서, 예시적으로 대한민국 대한민국 공개특허 제 10-2015-0106774호(이하, '선행기술 1'과 같음)는 '자세 분석 장치 및 그 동작 방법'에 관한 것으로서, 사용자에 대한 적어도 카메라와 같은 하나의 영상을 촬영하는 촬영부와 이에 의해 영상으로 나타나는 정보에서 운동하는 사람의 자세(posture)정보를 추출하고, 운동하는 사람의 신체 특성 데이터에 기초하여 상기 자세 정보를 분석하는 등 기본적으로 영상 장비를 이용하여 피트백하는 방법으로 운영되고 있다.
그러나 위 선행기술 1은 운동하는 장소에서 카메라, 모니터, 영상 분석을 위한 서버 등의 설치가 필수적이어서 장소적 제약이 문제점이 있고, 영상 인식 기술, 특히 skeleton 분석법은 정확한 동작 인식에 한계가 있는 문제점이 있다.
한편, 정확한 동작 인식을 위해서 다양한 센서를 이용하는 기술이 제시되고 있는데, 예시적으로 센서가 달리 의복이나 호구를 운동하는 사용자로 하여금 착용하게 하여 이들 센서의 움직임을 통해 운동자의 정보를 파악하는 하는 기술이 제시되고 있는데, 예시적으로 대한민국 등록특허 제10-1366077호(이하, '선행기술 2'와 같음)는 '운동 특성 측정 모듈, 이를 구비한 운동 특성 분석 시스템 및, 상기 운동 특성 분석 모듈의 적용 방법'에 관한 것으로서, 상세하게는 인체에 부착 또는 착용 가능한 패드(pad)와, 상기 패드에 설치된, 인체의 움직임에 따라 변화하는 적어도 한 종류의 특성 신호를 감지하는 신호 감지 수단과, 상기 신호 감지 수단에 의해 감지된 특성 신호를 송신하기 위한 송신 유닛을 구비한 적어도 하나의 운동 특성 측정 모듈; 및, 상기 송신된 특성 신호를 수신하기 위한 수신 유닛과, 상기 수신된 특성 신호를 통하여 개인의 운동 특성을 분석하는 분석 유닛과, 상기 운동 특성 분석 결과를 인지 가능하게 알려주는 결과 피드백 유닛을 구비한 신호 분석기;를 구비하고, 상기 분석 유닛은 운동 자세의 정상 여부의 판정, 운동으로 인한 체지방 변화 측정, 또는 운동으로 인한 칼로리 소비량 측정을 수행할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 운동 특성 분석 시스템을 제공하고 있다.
그러나 상기 선행기술 2는 사용자의 손, 팔, 어깨, 발, 발목, 허벅지, 허리 등등의 신체 부위에 센서가 달린 장비를 착용하는 과정을 거치기에 그 사용이 매우 불편하고 각 센서들의 데이터 동기화 작업이 필요하기 때문에 복잡한 알고리즘이 요구됨과 동시에 다양한 디바이스를 사용할 경우 운동 전에 착용하고 네트워크에 연결해야 하는 사전 준비 작업에 많은 시간을 허비하는 문제점이 있어서, 운동하는 사람으로 하여금 운동 의욕을 미리 상쇄시켜 버리는 경우도 있으며, 여러 사람이 개인별 데이터를 확보하려면 개별적 디바이스를 사용해야 하는 문제점이 있고, 나아가, 일반적으로 신체 부위별 구성성분을 알기 위해서는 인바디(BI; Body Impedence)를 측정해야하는데, 해당 임피던스 측정을 위해서 추가적인 장비가 이용되기 때문에 장비의 부피와 무게가 커지는 문제점이 있다.
본원은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출한 것으로서, 운동자로 하여금 해당 운동에 맞는 정확한 운동 자세를 유도할 수 있고, 장소의 제약이 없고 사용함에 있어서 신속하게 사용할 수 있으며 그 사용에 있어서도 번거롭지 않고 간편하게 이용할 수 있는 스마트 운동 매트를 제공하고자 한다.
또한, 본원은 상기 스마트 운동 매트를 통해 수집되고 분석되는 정보에 매우 적합한 알고리즘을 이용한 맞춤형 운동 분석 정보 제공 시스템을 제공하고자 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본원의 제 1 측면은, 압력 센서를 포함하는 매트 몸체부; 및, 상기 매트 몸체부의 외주연에 위치하고 센서가 배치된 보드 모듈:을 포함하는 스마트 운동 매트를 제공한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 센서는 근접 센서, 체온 센서, 심탄도 센서, 및 심전도 센서 중 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 매트 몸체부는 전극부를 추가 포함하고, 상기 보드 모듈이 상기 전극부에 연계되어 매트 몸체부와 연결되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 보드 모듈은 상기 매트 몸체부의 외주연의 1 이상에 배치된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 보드 모듈은 수집되는 정보를 네트워크에 송신하는 데이터 송신부를 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 2 측면은, 상기 스마트 운동 매트; 상기 스마트 운동 매트로 부터 수집되는 운동 정보를 수신하고 데이터를 분석하는 알고리즘부; 및, 운동 정보 또는 알고리즘에 의한 분석된 분석 정보를 수신하고, 맞춤형 교정 정보를 제공하는 교정 제어부:를 포함하는, 맞춤형 운동 분석 정보 제공 시스템을 제공한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 알고리즘부는 하기 식을 이용하여 평균화를 수행하고,
여기서, 는 초당 출력되는 매트 형태의 데이터의 수, 는 전체 매트릭스의 길이를 나타내고, 사용자의 위치정보를 유효한 데이터로 판단하지 않기 위해 무효한 부분을 제거하여 영역 모델을 생성하는 데이터 클리닝을 수행하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 알고리즘부는, SVM(Support Vector Machine)을 이용하여 점수화 모델을 생성하기 위해 RBF(radial basis function) 커널 기법을 이용한 기계학습을 통해 점수화 모델을 생성하고, 상기 단수의 매트릭스로 처리된 데이터를 점수화 모델에 적용하여 정의된 기준 자세와의 비교를 수행하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 3 측면은, 상기 스마트 운동 매트를 이용하여 사용자의 데이터를 수집하고, 상기 스마트 매트와 연결된 PC의 어플리케이션을 이용하여 사용자의 자세를 측정하는 단계; 상기 데이터 수집부로부터 수집된 데이터를 평균화를 통해 단수의 매트릭스로 나타내고, 데이터 클리닝 수행 및 SVM(Support Vector Machine)을 이용하여 사용자의 자세를 분류하기 위해 기계학습을 통한 점수화 모델을 생성하는 단계; 및, 상기 생성된 점수화 모델은 상기 단수의 매트릭스로 처리된 데이터를 반영하여 사용자의 자세를 점수로 평가하고 출력하는 단계:를 포함하는, 스마트 매트를 이용한 운동 점수화 방법을 제공한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 사용자의 자세를 측정하는 단계는, 전도성 섬유 기반의 스마트 매트를 이용하여 미리 정해진 측정 시간에 따라 사용자의 자세를 측정하여, 레이블링되고 사용자의 스마트 매트에서의 위치에 따른 압력 값으로 나타내기 위한 매트릭스의 형태로 나타내는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원에 의하면, 운동 코칭에서 정확한 운동 자세 인식은 비대면 운동 코칭의 효율을 올릴 수 있고, 하나의 매트 위에서 다양한 운동 자세를 정확히 측정할 수 있어 비대면 운동 코칭에서 정확한 자세를 가이드 할 수 있다.
그리고 다양한 센서의 데이터가 하나의 디바이스에 탑재되어 동기화를 통한 알고리즘 확보에 유하고, 누적되는 운동 데이터를 이용하여 인공지능으로 사용자의 체형교정과 맞춤형 운동 서비스 제공할 수 있다.
또한, 하나의 매트 디바이스를 다양한 사용자가 개별 스마트 디바이스와 연결하여 사용함으로써 개인 데이터를 누적하여 개인별 운동 히스토리와 필요한 매일 필요한 운동 가이드 서비스를 제공할 수 있고, 특정 동작에서 상하체 체중 비율을 통해 상하체 비만도를 측정 또는 바른 자세로 서 있을 때 머리의 위치에 따라 거북목의 정도를 측정할 수도 있다.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 본원 스마트 운동 매트의 분리사시도
도 2는 본원의 일 구현예에 따른 압력 센서의 작동 예시도
도 3은 본원의 일 구현예에 있어서, 맞춤형 운동 분석 정보 제공 시스템의 블럭도
도 4는 본원의 일 구현예에 있어서, 운동자의 운동 자세 중 팔굽혀 펴기에 따른 교정 정보 제시의 예시도
도 5는 본원의 일 구현예에 있어서, 운동자의 운동 자세 중 스쿼트에 따른 교정 정보 제시의 예시도
도 6은 본원의 일 구현예에 있어서, 운동자의 체형에 대한 교정 정보 제시의 예시도
도 2는 본원의 일 구현예에 따른 압력 센서의 작동 예시도
도 3은 본원의 일 구현예에 있어서, 맞춤형 운동 분석 정보 제공 시스템의 블럭도
도 4는 본원의 일 구현예에 있어서, 운동자의 운동 자세 중 팔굽혀 펴기에 따른 교정 정보 제시의 예시도
도 5는 본원의 일 구현예에 있어서, 운동자의 운동 자세 중 스쿼트에 따른 교정 정보 제시의 예시도
도 6은 본원의 일 구현예에 있어서, 운동자의 체형에 대한 교정 정보 제시의 예시도
이하, 첨부한 도면 및 구현예 또는 실시예를 들어, 본원에 속한 기술 분야의 평균적 지식을 가진 자가 용이하게 본원을 반복 재현할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다.
본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소와 “연계”된다고 할 때, 이는 다른 구성요소가 추가될 수 있는 부분이 있다고 해도 실질적으로 결합된 것과 실질적으로 그 과제의 해결원리가 동일할 수 있음을 포함하거나, 간접적으로 연결된다는 의미를 함께 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 “전에” 또는 “후에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접 연동하는 경우 뿐만 아니라 두 단계 사이에 또 다른 단계가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 “~ (하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 본원 스마트 운동 매트의 분리사시도로서 도 1을 참조하여 본원을 상세히 설명하면,본원의 제 1 측면은, 압력 센서(10)를 포함하는 매트 몸체부(100); 및, 상기 매트 몸체부의 외주연에 위치하고 센서(20)가 배치된 보드 모듈(200):을 포함하는 스마트 운동 매트를 제공한다.
상기 압력 센서(10)는 매트 몸체부의 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 매트 위에서 운동하는 운동자에 의해 전달되는 압력 정보를 수신하는 역할을 수행한다. 도 2는 본원의 일 구현예에 따른 압력 센서의 작동 예시도로서, 압력 센서(10)는 매트에서 행과 열을 가지며 배열될 수 있으며, 이러한 압력 센서(10)는 인체의 힘줄 및/또는 근육에 밀착되어 압력을 받을 경우 소정 형태의 패턴(도 2에서 우측 도면 참조)이 생성되며, 본원의 실시예는 이러한 소정 형태의 패턴 이미지로부터 인체 동작을 예측 및 매칭할 수 있다. 상기 압력 센서는 (Na, K)NbO3, (Na,K, Li)NbO3, BiFeO3 및 BaTiO3 중에서 하나 이상의 재질로 형성될 수 있다.
상기 매트 몸체부(100)는 상기 압력 센서(10)를 포함하되, 상기 압력 센서를 지지하고 운동자가 운동을 수행하는 공간으로서 다양한 재질을 이용하여 제조할 수 있으며 특별히 제한되는 것은 아니다.
상기 보드 모듈(200)은 센서(20)를 포함하고 상기 매트 몸체부(100)의 외주연에 연결된다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 센서(20)는 근접 센서(21), 체온 센서(22), 심탄도 센서(23), 및 심전도 센서(24) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 보드 모듈(200)은 상기 매트 몸체부(100)의 외주연의 1 이상에 배치된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예시적으로 매트가 사각형인 경우에는 1 내지 4개를 포함할 수 있고, 원형인 경우에는 1개, 등 매트의 모양에 따른 모서리의 갯수에 맞게 필요에 따라 선정할 수 있으며 특별히 제한되는 것은 아니다.
도 1을 계속 참조하여 본원을 상세히 설명하면, 본원의 일 구현예에 있어서 상기 매트 몸체부(100)는 전극부(300)를 추가 포함하고, 상기 보드 모듈(200)이 상기 전극부(300)에 연계되어 매트 몸체부(100)와 연결되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상기 보드 모듈(200)은 수집되는 정보를 네트워크에 송신하는 데이터 송신부(25)를 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3은 본원의 일 구현예에 있어서, 맞춤형 운동 분석 정보 제공 시스템의 블럭도로서, 도 3을 참고하여 설명하면 본원의 제 2 측면은, 상기 스마트 운동 매트(1); 상기 스마트 운동 매트로 부터 수집되는 운동 정보를 수신하고 데이터를 분석하는 알고리즘부(2); 및, 운동 정보 또는 알고리즘에 의한 분석된 분석 정보를 수신하고, 맞춤형 교정 정보를 제공하는 교정 제어부(3):를 포함하는, 맞춤형 운동 분석 정보 제공 시스템을 제공한다.
운동자의 운동 정보로서 압력 센서에 의해 전달되는 압력 정보, 보드 모듈의 센서에서 수집되는 체온, 심탄도, 심전도 데이터 및 거리 데이터 등은 상기 본원의 스마트 운동 매트(1)에 의해 수행되며, 이 데이터는 알고리즘부(2)에 의해 다양한 정보로 해석되고, 이렇게 수집 및 해석된 정보는 교정 제어부로 송신되어 운동자에게 맞춤형 교정 정보를 제시하는데, 예시적으로 이리 입력된 운동자의 성별, 연령, 체중, 키 등의 신체 정보와 매칭되어 운동자의 자세 오류, 속도 제어, 또는 강도 제어 등의 정보를 제공할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 알고리즘부(2)는 하기 식을 이용하여 평균화를 수행될 수 있다.
여기서, 는 초당 출력되는 매트릭스 형태의 데이터의 수, 는 전체 매트릭스의 길이를 나타내고, 사용자의 위치정보를 유효한 데이터로 판단하지 않기 위해 무효한 부분을 제거하여 영역 모델을 생성하는 데이터 클리닝을 수행할 수 있다.
상기 과정의 평균화 처리된 매트릭스 데이터는 피험자의 위치정보로 인해 오 분류의 위험이 있으므로, 추가적인 처리 과정이 필요하다. 즉, 데이터 클리닝(data cleaning) 과정을 통해서 무효한 부분을 제거하여 영역 모델을 생성한다. 여기서, 2차원의 매트릭스 데이터를 1차원의 형태로 변환한다.
도 4는 본원의 일 구현예에 있어서, 운동자의 운동 자세 중 팔굽혀 펴기에 따른 교정 정보 제시의 예시도이고 도 5는 본원의 일 구현예에 있어서, 운동자의 운동 자세 중 스쿼트에 따른 교정 정보 제시의 예시도로서, 운동자는 본원의 스마트 운동 매트 상에서 팔굽혀 펴기를 할 때, 운동자의 체중, 양 손바닥의 위치와 압력, 발바닥의 위치와 압력은 압력 센서(10)에 의해 측정되고, 신체 부위로서 머리, 목, 가슴, 엉덩이, 무릎, 발의 거리 측정의 정보, 심전도 정보 등은 상기 보드 모듈에 위치하는 센서(20)에 의해 정보가 수집되고 이를 기초로 분석된 정보는 상기 알고리즘부(미도시)와 연계되어 자세의 정확도, 오류가 있는 부분의 정보를 교정 제어부(3)에서 분석 및 송출하게 된다. 교정 제어부(3)에서 제시하는 정보의 제공방법은 사용자의 스마트폰이나 태블릿 PC 등의 다양한 디바이스를 통해 출력이 가능하게 구현할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니다.
도 6은 본원의 일 구현예에 있어서, 운동자의 체형에 대한 교정 정보 제시의 예시도로서, 사용자 또는 운동자는 본원의 스마트 운동 매트 위에 편안하게 서 있으면, (a-1) 또는 (a-2) 의 상황에서 압력센서외 근거리센서 등이 머리의 위치와 무게, 턱과 척추의 위치를 파악하게 되고, 이에 수집된 정보는 알로리즘부에 통해 연계되어 턱의 위치, 가슴의 위치 등의 오류 정보를 교정 제어부를 통해 '머리를 뒤로 당기고 가슴을 편 상태에서 엉덩이를 올리시길 바랍니다' 등의 출력을 다양한 디바이스 등을 통해 제시하여 사용자는 (b-1) 또는 (b-2)와 같은 바른 자세를 유지할 수 있도록 교정 정보를 제공할 수 있다.
한편, 상기 알고리즘부는, SVM(Support Vector Machine)을 이용하여 점수화 모델을 생성하기 위해 RBF(radial basis function) 커널 기법을 이용한 기계학습을 통해 점수화 모델을 생성하고, 상기 단수의 매트릭스로 처리된 데이터를 점수화 모델에 적용하여 정의된 기준 자세와의 비교를 수행할 수 있는데, 상기 전처리 과정을 통해 변환된 데이터를 이용하여 기계 학습 기법 중 SVM(support vector machine)에 적용시켜 점수화 모델을 검증한다. SVM은 서포트 벡터와 이를 분할하는 초평면이 주요 개념인 기계 학습 알고리즘이다. 기본적으로 선형 이진분류 매커니즘이나, 커널 함수를 적용하여 비선형적인 문제를 해결하며, 다중 분류를 위해 여러 방법들이 연구되고 있지만, 본원에서는 SVM을 이용하여 점수화 모델을 생성하기 위해 여러 커널 기법 중에서 RBF(radial basis function) 커널을 이용하였으며, 다중 클래스 분류를 위해 'One-against-all' 기법을 적용하는 것이 바람직하다.
본원의 제 3 측면은, 상기 스마트 운동 매트를 이용하여 사용자의 데이터를 수집하고, 상기 스마트 매트와 연결된 PC의 어플리케이션을 이용하여 사용자의 자세를 측정하는 단계; 상기 데이터 수집부로부터 수집된 데이터를 평균화를 통해 단수의 매트릭스로 나타내고, 데이터 클리닝 수행 및 SVM(Support Vector Machine)을 이용하여 사용자의 자세를 분류하기 위해 기계학습을 통한 점수화 모델을 생성하는 단계; 및, 상기 생성된 점수화 모델은 상기 단수의 매트릭스로 처리된 데이터를 반영하여 사용자의 자세를 점수로 평가하고 출력하는 단계:를 포함하는, 스마트 매트를 이용한 운동 점수화 방법을 제공한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 사용자의 자세를 측정하는 단계는, 전도성 섬유 기반의 스마트 매트를 이용하여 미리 정해진 측정 시간에 따라 사용자의 자세를 측정하여, 레이블링되고 사용자의 스마트 매트에서의 위치에 따른 압력 값으로 나타내기 위한 매트릭스의 형태로 나타내는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.
이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
본원에 대해 이상에서 구현예 또는 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본원의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
Claims (10)
- 압력 센서를 포함하는 매트 몸체부; 및,
상기 매트 몸체부의 외주연에 위치하고 센서가 배치된 보드 모듈:을 포함하는
스마트 운동 매트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 센서는 근접 센서, 체온 센서, 심탄도 센서, 및 심전도 센서 중 어느 하나 이상을 포함하는 것인,
스마트 운동 매트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 매트 몸체부는 전극부를 추가 포함하고, 상기 보드 모듈이 상기 전극부에 연계되어 매트 몸체부와 연결되는 것인,
스마트 운동 매트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 보드 모듈은 상기 매트 몸체부의 외주연의 1 이상에 배치된 것인,
스마트 운동 매트.
- 제 1 항에 있어서,
상기 보드 모듈은 수집되는 정보를 네트워크에 송신하는 데이터 송신부를 추가 포함하는 것인,
스마트 운동 매트.
- 청구항 1 내지 5항 중 어느 한 항에 의한 스마트 운동 매트;
상기 스마트 운동 매트로 부터 수집되는 운동 정보를 수신하고 데이터를 분석하는 알고리즘부; 및,
운동 정보 또는 알고리즘에 의한 분석된 분석 정보를 수신하고, 맞춤형 교정 정보를 제공하는 교정 제어부:를 포함하는,
맞춤형 운동 분석 정보 제공 시스템.
- 제 6 항에 있어서,
상기 알고리즘부는 하기 식을 이용하여 평균화를 수행하고,
여기서, 는 초당 출력되는 매트릭스 형태의 데이터의 수, 는 전체 매트릭스의 길이를 나타내고, 사용자의 위치정보를 유효한 데이터로 판단하지 않기 위해 무효한 부분을 제거하여 영역 모델을 생성하는 데이터 클리닝을 수행하는 것인,
맞춤형 운동 분석 정보 제공 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 알고리즘부는, SVM(Support Vector Machine)을 이용하여 점수화 모델을 생성하기 위해 RBF(radial basis function) 커널 기법을 이용한 기계학습을 통해 점수화 모델을 생성하고, 상기 단수의 매트릭스로 처리된 데이터를 점수화 모델에 적용하여 정의된 기준 자세와의 비교를 수행하는 것인,
맞춤형 운동 분석 정보 제공 시스템.
- 청구항 1 내지 5항 중 어느 한 항에 의한 스마트 운동 매트를 이용하여 사용자의 데이터를 수집하고, 상기 스마트 매트와 연결된 PC의 어플리케이션을 이용하여 사용자의 자세를 측정하는 단계;
상기 데이터 수집부로부터 수집된 데이터를 평균화를 통해 단수의 매트릭스로 나타내고, 데이터 클리닝 수행 및 SVM(Support Vector Machine)을 이용하여 사용자의 자세를 분류하기 위해 기계학습을 통한 점수화 모델을 생성하는 단계; 및,
상기 생성된 점수화 모델은 상기 단수의 매트릭스로 처리된 데이터를 반영하여 사용자의 자세를 점수로 평가하고 출력하는 단계:를 포함하는,
스마트 매트를 이용한 운동 점수화 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 사용자의 자세를 측정하는 단계는,
전도성 섬유 기반의 스마트 매트를 이용하여 미리 정해진 측정 시간에 따라 사용자의 자세를 측정하여, 레이블링되고 사용자의 스마트 매트에서의 위치에 따른 압력 값으로 나타내기 위한 매트릭스의 형태로 나타내는 것인,
스마트 매트를 이용한 운동 점수화 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220050279A KR20230151145A (ko) | 2022-04-22 | 2022-04-22 | 스마트 운동 매트 및 이를 이용한 맞춤형 운동 분석 정보 제공 시스템 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220050279A KR20230151145A (ko) | 2022-04-22 | 2022-04-22 | 스마트 운동 매트 및 이를 이용한 맞춤형 운동 분석 정보 제공 시스템 |
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