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배포일자 : 2017.06.07.(수)				배포번호 : 2017-31호
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매수 : 보도자료 3매, 참고자료 5매(사진 7매)						배포처 : ETRI 성과홍보실

국내 연구진이 사람의 움직이는 동작(Motion)을 데이터 베이스(DB)화 하여 실시간 학습할 수 있는 스마트웨어 기술개발에 성공, 향후 어려운 동작이나 몸짓을 쉽게 배우고 따라 할 수 있게 되었다.

ETRI(한국전자통신연구원)는 사람의 신체 주요 관절에 17개의 센서와 10개의 엑츄에이터(Actuator)를 부착하여 배우는 대상과 나의 움직임을 3D로 분석·비교해 올바르지 않게 동작시, 진동 신호를 줘 교정이 가능한 기술을 개발했다.

연구진은 본 기술이 17개의 관절마다 설치된 센서를 통해 얻은 데이터값으로 관절의 각도나 3차원 위치좌표를 알 수 있다고 설명했다. 따라서 ETRI가 개발한 옷을 입거나 밴드를 붙이면 배우기 어려운 운동의 동작이나 척추 자세교정, 재활치료 등 움직이는 동작을 따라하는데 유용하다.

예컨대 골프나 야구를 배울 때 지도자로부터 교육 받은 뒤 본인의 스윙 모습을 유명 선수와 비교해 영상으로 볼 수 있다. 이때 팔꿈치의 각도나 머리의 위치 등 세부적인 데이터들이 화면에 표시되어 선수의 동작과 본인의 차이를 정확히 계산을 통해 알려줘 보정해 주는 원리다.

특히 운동시 틀린 동작을 하게 되면‘드르륵’하며 진동을 느껴 해당부분의 학습에 집중할 수 있다. 또한 특정 부분이 문제일 경우 집중적으로 해당부분에 센서 장치를 설치, 강화훈련도 가능하다.

본 기술개발로 자세의 교정이나 동작을 요하는 학습 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있다. 또 배우는 사람은 과학적인 맞춤형 교육이 가능해 학습효율이 극대화 되어 비용 절감도 가능하다.

ETRI는 본 기술이 원격에서도 사용이 가능하다고 설명했다. 즉 서울에 사는 선생님이 인터넷을 통해 멀리 떨어진 제자의 모습을 보며 교정훈련도 가능하다.

현재 본 기술은 상의(上衣)의 경우 센서와 엑츄에이터가 달린 옷을 입으면 된다. 하의는 밴드형 탈부착 형태로 허벅지, 종아리, 발목부분에 붙여 사용할 수 있어 편리하다.

향후, 본 기술은 골프 등 레저 스포츠 배우기나 체육활동, 어려운 동작을 따라 배우는 자세훈련, 재활치료 교육 프로그램, 콘텐츠 사업 등에 널리 활용될 것으로 연구진은 보고 있다.

ETRI의 이번 성과는 ▲척추질환 예방용 수트 ▲골프 모션 학습용 수트 ▲대화형 실시간 골프 학습용 콘텐츠로 나눌 수 있다.

본 연구로 개발된 수트는 자수(刺繡)가 가능한 전도성사(傳導性紗)로서 100회 구부림, 5회 세탁 회로연결 시험 등을 통해 90% 이상 전기저항에 차이가 없음을 입증했다.

연구진은 본 기술이 SOT(System on Textile)기반 지능형 인터랙티브 섬유기술과 다채널 센싱네트워킹 기술이 적용되었다고 설명했다.

이로써 사람의 인체와 스마트 의류, 외부 제품사이에서 모션을 센싱하고 엑츄에이션의 상호작용이 가능한 스마트웨어 기술을 개발했다.

모션 콘텐츠 기반의 스마트 의류 기술은 기존에 없던 신개념의 기술로 다양한 분야에서 학습방법에 대한 새로운 패러다임을 제시할 수 있는 기술이라고 ETRI는 설명했다.

아울러, 이번 스마트웨어 기술개발을 통해 전통적으로 노동집약적이었던 섬유산업과 ICT 기술의 융합을 통하여 새로운 웨어러블 스마트기기의 산업생태계를 구축, 글로벌 트랜드를 선도할 수 있는 신제품 및 새로운 서비스 시장의 창출을 견인할 것으로 연구진은 예상했다.

본 결과는 미래창조과학부의 지원으로 이루어 졌으며 SCI급 논문 5편, 특허출원 20여건, 기술이전을 했다고 밝혔다. 상용화는 내년 말로 보고 있다.

ETRI 강성원 지능형반도체연구본부장은“상호작용 가능한 섬유 및 IT융합 기술을 통한 스마트웨어 기술은 일반 사용자들의 교육, 의료복지, 레포츠 등 모션의 교정 및 학습이 필요한 모든 응용 분야에 기술개발을 촉진할 것으로 예상된다”고 말했다.

이번 성과는 ETRI가 주관하고 한국섬유소재연구원, 한국자카드섬유연구소, 상명대, 조선대, KAIST, 비에네스소프트가 공동 참여했다. <보도자료 본문 끝>

<참고자료>

척추질환 예방용 수트는 신호선과 전원선을 스트레칭 특성을 반영하여 자수로 제작한 스마트웨어다. 4개의 관성센서로 자세를 측정하고 판단한다. 4개의 진동 장치는 신체의 견갑골과 쇄골에 위치해 잘못된 자세를 실시간 교정한다. 이로써 학생과 직장인의 척추질환 예방에 큰 도움을 줄 것으로 예상된다.

골프모션 학습용 수트는 착용성이 뛰어나며 신호전달 특성이 좋은 밴드형으로 의복을 제작, 초·중·고급자 단계별 학습과 스윙의 스텝별 분석으로 실시간 교정이 가능한 골프 학습용 스마트웨어다.

이와함께 ETRI는 골프 티칭 프로와 온·오프라인 레슨이 가능한 대화형 실시간 골프 학습용 콘텐츠도 함께 개발했다. 기존에는 주로 스윙 동작을 영상으로 촬영해 보면서 학습자에게 설명하며 교정하다 보니 많은 어려움이 있었다.

ETRI가 개발한 스마트웨어와 대화형 실시간 골프 학습용 콘텐츠는 학습자의 스윙을 3D로 바로 분석하고 에러가 발생한 위치에 실시간으로 진동 자극을 통한 피드백을 주어 자세 교정과 모션 학습 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있다.

현재 ICT와 융합된 스마트웨어는 세계적인 독점기업이 없으며, 선진국 수준의 기술 확보 및 표준시장 선도 가능하다.

참고1

SOT 스마트웨어 기술개발 관련 참고사항

ETRI는 최근 국민 삶의 질의 향상을 위하여 의료, 재활 및 악기 학습과 스포츠 활동에 있어서 모션을 DB화하고 콘텐츠화하여 스마트웨어에 적용, 함으로서 일상생활에서 잘못된 자세로 인한 질병의 예방 및 치료를 돕고, 각종 레저와 스포츠학습을 위하여 필요한 자세와 움직임을 3차원으로 비교 분석 후 실시간으로 교정할 수 있는 SOT(스마트웨어 시스템을 개발하였다.

본 기술은 모션의 DB화를 통한 실시간 동작학습과 교정기술을 착용형 SOT 의복의 형태로 개발이 진행되었으며, 의료 재활 응용으로 척추질환의 예방 및 치료를 위한 스마트웨어 시제품과 스포츠 응용으로 골프 학습용 스마트웨어 시제품이 개발되었다.

척추질환 예방 및 치료용 시제품은 앉아 있는 시간이 폭발적으로 증가한 현대인들의 만성적 허리질환 예방을 위하여 학생과 직장인들의 잘못된 자세를 실시간 평가 후 일정시간 잘못된 자세에 노출시 피드백을 통하여 스스로 자세를 교정할 수 있도록 하는 스마트웨어이다.

인체의 동작 정보, 변화 정보 등을 측정, 전송, 분석하여 실시간 교정하는 스마트웨어 시스템으로 신호선과 전원선을 스트레칭 특성을 반영하여 자수로 제작한 세계 최초/최고 수준의 스마트웨어로서 4개의 관성센서로 자세를 측정 및 판단하고 4개의 진동 액츄에이터를 인지도가 뛰어난 견갑골과 쇄골에 위치하게 하여 잘못된 자세를 실시간 교정하게 하는 서비스가 제공된다.

골프학습용 스마트웨어 시제품은 착용성이 뛰어나며 신호전달 특성이 세계 최고수준인 밴드타입의 신호 및 전원선으로 의복을 제작하여 초보자/중급자/고급자 단계별 학습을 지원하며 또한 스윙의 단계별 분석으로 정확한 스윙 플레인이 만들어지도록 실시간 교정이 가능한 세계 최초 골프 학습용 스마트웨어이다.

기존 기술은 주로 티칭 프로가 스윙 동작을 캠코더 또는 스마트폰으로 찍은 동영상을 보며 학습자에게 설명해 주어 교정을 하거나, 프로 선수들의 경우에 아주 고가의 장비로 스윙을 촬영하고 티칭 프로의 판독을 통하여 원포인트 레슨을 받게 된다. 그래서 현실적으로 일반 학습자들은 티칭 프로의 경험에 의한 2차원 동영상을 보며 구두 전달로 학습이 이뤄지게 되어 학습자 개개인의 문제점을 정확하게 판단하기 어려워 학습시간이 길어지고 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 시제품은 티칭 프로와 학습자 사이의 대화형 실시간 진동 피드백 학습 시스템으로 티칭 프로에게는 학습과정의 콘텐츠화로 보다 과학적이고 체계적인 수업이 가능하게 하고 학습자는 센서를 통하여 3차원으로 자신의 자세를 판독할 뿐만 아니라 진동 자극을 통하여 정확한 진단 및 교정 서비스를 받을 수 있어 쉽고 빠르게 동작을 학습할 수 있다. 더 나아가 대화형 모션학습 콘텐츠로 티칭 프로와 학습자의 온라인 레슨도 실현하였다.

학습자가 자신의 스윙 데이터를 티칭 프로에게 전송하고 티칭 프로는 분석결과를 통하여 학습자 맞춤으로 레슨을 정의하여 시스템 세팅 정보를 전송하고 이를 학습자는 자신이 가진 스마트웨어 시스템에 바로 적용 및 스스로 학습이 가능하여 시간과 장소의 제약이 없는 레슨을 실현한 것이다.

특히 사용자의 스윙을 Body-sway, Head-up, X-factor, 스윙 템포, 스윙 스피드, 스윙 플레인 등 골프 분석에 필요한 모션 정보를 3차원으로 분석하여 그래프로 도시 후 티칭 프로와 온/오프라인 레슨이 가능하게 한 세계 최초 대화형 실시간 골프학습용 콘텐츠가 개발된 것이다.

Interactive 섬유 및 IT융합 기술을 통한 스마트웨어 기술은 일반 사용자들의 교육, 의료복지, 레포츠 등 모션의 교정 및 학습이 필요한 모든 응용 분야에 기술개발을 촉진할 것으로 예상된다.

센싱 및 구동이 가능하며 신호와 전원공급 기능을 내장한 3차원 스마트 섬유 기술 분야, 실시간 피드백이 가능한 모션학습용 콘텐츠 제작 분야와 모션측정 및 제어 플랫폼 분야의 활성화로 웨어러블 스마트기기의 산업생태계를 구축하고 대기업과 중소기업이 상생할 수 있는 창의적이고 독창적인 사업구조의 차별화가 가능하여 창의적인 아이디어의 다품종 소량시장을 요구하는 스타트업들의 새로운 시장 창출을 통하여 다양한 소비자에게 맞춤형 서비스가 가능한 새로운 영역의 제품과 시장 창출이 가능하며 다양한 융합 서비스 및 상품 개발로 인한 관련 새로운 시장 개척 및 활성화를 통한 고용확대가 예상된다.

더불어 전통산업인 섬유 산업에 있어서 소재, 염색, 의류, 패션 등과 같은 기반 기술과 IT 신기술이 융합되어 새로운 제품군 등장 및 섬유 산업 경쟁력 강화로 Global Trend를 선도할 수 있는 새로운 섬유 제품 및 서비스 시장 창출로 세계 최고의 IT 및 Digital 기술과 기존의 섬유기술이 융합에 의한 고성능, 고기능, 고감성 스마트 섬유 소재를 창출하고, 소비자에게 첨단 IT 융합 섬유를 기반으로 하는 서비스를 부여할 수 있다.

새로운 IT 융합 스마트 의복기술 개발을 통하여 교육, 의료복지, 레포츠 등에 적용하여 국민의 복지 증진 및 삶의 질 향상에 적극 기여할 것으로 예상되며, 앉아 있는 시간의 폭발적 증가로 인하여 고통을 겪는 학생과 직장인들의 척추질환 예방 및 치료와 주5일 근무로 인한 여가활동을 위한 다양한 악기와 스포츠의 학습을 보다 쉽고 빠르게 익힐 수 있는 기술로서 섬유 산업에 IT 기술의 접목을 통한 노동집약적인 전통산업을 지식집약적인 첨단산업으로 전환시켜 전통산업의 고부가가치 창출을 기대할 수 있게 한다.

참고2

SOT 스마트웨어 기술개발 관련 사진참고 설명

<그림 1. SOT 전도성사 및 시리얼통신용 섬유밴드>	<그림2. 대화형 골프학습 응용시스템>
	<그림 1-43 5차년도, Body-suit type 상의/Band type 하의 세트 시제품 1, 2>
<그림 3. 척추질환 예방용 SOT 스마트웨어 시제품>	<그림 4. 골프학습 SOT 스마트웨어 시제품>
<그림 5. 학습자와 티칭프로의 골프학습 시스템 활용 시연>