[논문]좌석의 인간공학적 설계를 위한 인체 등부위 형상 정보 취득에 관한 연구

이근부; 오세호

[국내논문] 좌석의 인간공학적 설계를 위한 인체 등부위 형상 정보 취득에 관한 연구
On Anthropometrical Data Acquisition of Human Back Surface for Ergonomic Seat Design 원문보기

대한안전경영과학회지 = Journal of the Korea safety management & science, v.11 no.4, 2009년, pp.69 - 75

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this study is to develop 3D anthropometrical data acquisition method of human back surface and to recognise and extract its morphological characteristics. This technique is very useful in describing the sitter's back contour and the interaction between the sitter's back and the seat. The back surfaces of subjects in sitting posture are measured by using martine-type anthropometer and sliding gauge. These basic anthropometrical data are reconstructed into 3D image.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 좌석 설계에 필요한 형상 정보들을 취득하고 이들 간의 기하학적 추론을 통해 등표면의 형태학적인 특성들을 인지하고 추출할 수 있는 방안에 대해 모색고자 한다. 실측을 위해 martine-type anthropometer를 사용하였으며 등 부위 형상 정보는 sliding gauge 통하여 취득하였다.
본 연구에서는 착좌 작업시 사용자들의 인체 등 부위 형상 정보들을 취득하고 3차원적 이미지로 재현함으로써 등표면의 형태학적인 특성들을 인식하고 기학학적인 추론을 가능하게 하는 방법을 모색해 보았다.

가설 설정

2) 수계봉의 방향을 조절하여 측정 대상자의 측정부위가 gauge 본체와 직각으로 유지 되도록 고정한다.

제안 방법

실제 측정시에는 대상자로 하여금 과 같은 편안한 요부 전만(lumber lordosis) 자세가 되도록 유도 한 후 계측하였다.
횡단면도는 척추 중앙을 X축의 0점으로 잡고 좌우로 1cm씩 25단계로 나누고 Y축 방향으로는 2cm씩 간격으로 나누어 등부위 형상 곡선의 좌표점들을 설정한 후 측정하였다. 측정 대상자마다 1350개 점들의 측정자료들을 구하였다.
본 연구에서 선정된 12종류의 변수들을 측정하여 얻어진 자료들을 외국인들의 측정자료와 비교 검토 하였으며 95^th, 99^th%ile에 해당하는 자료들을 인체등부위에 대한 등고선(contour) 및 그물망모형 (mesh model)으로 재현 하였다.
측정 대상자들로부터 취득한 인체 형상자료를 Minitab의 3D 표면플롯(plot)기법으로 재현해 보았다. 50^thile, 95^thile에 해당하는 측정 대상자들의 등부위를 <그림 3.
martine-type 측정기를 사용하여 앉은키(sitting height)를 중심으로 한 등부위 12개소를 측정하였으며 등부위 형상자료는 sliding gauge로 취득하였다. 취득된 형상정보를 바탕으로 등고선 그래프를 작성하여 등 부위 주요 측정점(V4~V7)의 높이와 함께 경사도를 정확히 알아낼 수 있었으며, 또한 와이어 프레임 그래프 기법을 이용한 3차원 그물망모형(mesh model)의 작성을 통해 측정 대상자들의 등 부위 인체 형상을 실제적으로 재현 할 수 있었다.
martin-type anthropometer를 사용하여 측정 대상자로 하여금 와 같이 착좌 자세를 취하도록 한 후 의 인체 계측 부위별 변수7) 에 대한 계측을 시행하고 그 결과를 로 나타냈다.
50thile, 95thile에 해당하는 측정 대상자들의 등부위를 과 와 같이 와이어 프레임 그래프로 작성하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 착좌시의 등 부위의 형상자료을 얻기 위해 대학생 15명을 선발하여 측정하였다. 이들은 23에서 28세의 남자 대학생들로서 측정 대상 전원이 정상적인 신체를 지녔으며 외형상 특기할 만한 이상은 발견되지 않았다.
피실험자들의 인체를 측정하는 데는 일본 죽정 기기 공업사에서 제조한 측정기가 사용되었다. 본 측정기는 1세트가 7종류의 계측기들로 구성되어 있고 이중 신장계, 간상계, 촉각계 그리고 활동계등이 실측에 사용되었다.
횡단면도는 척추 중앙을 X축의 0점으로 잡고 좌우로 1cm씩 25단계로 나누고 Y축 방향으로는 2cm씩 간격으로 나누어 등부위 형상 곡선의 좌표점들을 설정한 후 측정하였다. 측정 대상자마다 1350개 점들의 측정자료들을 구하였다.

이론/모형

본 연구에서는 좌석 설계에 필요한 형상 정보들을 취득하고 이들 간의 기하학적 추론을 통해 등표면의 형태학적인 특성들을 인지하고 추출할 수 있는 방안에 대해 모색고자 한다. 실측을 위해 martine-type anthropometer를 사용하였으며 등 부위 형상 정보는 sliding gauge 통하여 취득하였다. 피실험자로부터 얻어진 측정치들은 그물망 모형으로 3차원적으로 재현된다.
Minitab11)의 등고선 플롯(plote) 기법을 사용하여 50thile, 95thile에 해당하는 측정 대상자의 등부위 인체 형상을 , 과 같이 등고선 graph 로 작성하였다.

성능/효과

등부위 인체 측정치에 대한 외국인 남성군과 한국 남자 대학생군의 백분위수(%ile)통계량들을 비교 검토한 결과 길이변수인 V1∼V7 중 V5(scapular height)와 V6(lumbar height)의 측정치는 한국 남자대학생에서 크게 나타난 반면 V7(sacral height) 측정치는 현저히 낮게 관측되었고 너비 변수인 V8∼V12 중 V9(chest breath)를 제외한 나머지 변수들은 외국인 남성군의 측정치들이 크게 나타났다.
재현된 등고선 위치는 실제 계측부위별 변수 V4∼V7의 측정점 높낮이와 거의 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.
martine-type 측정기를 사용하여 앉은키(sitting height)를 중심으로 한 등부위 12개소를 측정하였으며 등부위 형상자료는 sliding gauge로 취득하였다. 취득된 형상정보를 바탕으로 등고선 그래프를 작성하여 등 부위 주요 측정점(V4~V7)의 높이와 함께 경사도를 정확히 알아낼 수 있었으며, 또한 와이어 프레임 그래프 기법을 이용한 3차원 그물망모형(mesh model)의 작성을 통해 측정 대상자들의 등 부위 인체 형상을 실제적으로 재현 할 수 있었다.

후속연구

앞으로 사진 촬영과 image processing 기법 등을 활용하여 측정 자료들을 자동으로 재현하고 형태 계측 특성들을 추출하는 방법들에 대한 연구가 필요하다고 본다. 그리고 기본적인 형태학적인 자료 등을 토대로 능선, 협곡과 같은 특징점들 간에 감추어진 등 표면의 특성을 추출해내는 방안을 모색해 보아야 할 것이다.
앞으로 사진 촬영과 image processing 기법 등을 활용하여 측정 자료들을 자동으로 재현하고 형태 계측 특성들을 추출하는 방법들에 대한 연구가 필요하다고 본다. 그리고 기본적인 형태학적인 자료 등을 토대로 능선, 협곡과 같은 특징점들 간에 감추어진 등 표면의 특성을 추출해내는 방안을 모색해 보아야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	인체의 형상 정보의 획득과 활용은 어디에 사용되는가?	따라서 결국 의자의 편의성을 제고하기 위한 정량적 이고 인간공학적 접근은 인체의 형상 정보의 획득과 활용에서 출발한다고 볼 수 있다. 박세진(2007)은 KTX의 시트를 설계하는데 인체 치수 정보와 인체 형상 측정 자료를 활용하였는데 소비자들의 편의성에 대한 욕구에 부응하고 제품의 경쟁력을 높이기 위한 산업체의 노력들의 한 사례이다.
	등받이의 설계가 잘못 될경우 어떻게 되는가?	기립시 요부 척추는 전방으로 전만되고 흉부 척추는 후만되는데 착좌시에는 골반이 회전하여 요부 전만이후만으로 바뀌기 쉽다4). 등받이의 설계가 잘못되면 척추 후만 현상은 심화되는데, 이때 동체의 하중이 하부 요추에 그대로 전달되면서 척추 연골 조직이나 신경근에 압력을 가중시켜 허리 통증이 발생한다.
	의자 제작자들은 안락하고 편리한 의자를 설계하려고 한 과거 사례는 무엇이 있는가?	의자가 인간의 생활 도구로 자리를 잡게 되면서 의자 제작자들은 안락하고 편리한 의자를 설계하려고 했을 것이다. 고대 로마 석조 조각 구조물10), 15C 로코코 양식과 17C 영국의 게인즈버러의 의자 등은 인류의 역사 속에서 찾아볼 수 있는 이러한 노력들의 흔적이다. 오래전부터 의자의 편의성에 대해서 인식은 하고 있었지만 사용자의 신체적 특성을 고려한 설계는 인간공학적 접근 방법들이 개발되고 나서야 가능하게 되었다.

참고문헌 (14)

박세진. 'KTX II Seat의 인간공학적설계' 한국 표준과학 연구원17(2007) 1-8
박희석, 공태식. '사무작업의 인간공학적 평가를 위한 자가 기입 체크리스트의 타당성 검토' 대한 인간공학학회지 제25권 2호(2006) 77-84
이재식역. '인간공학' 시그마프레스 (2001) 400-402
조영일역. '인간공학' 대영사(1996) 410
표준과학연구원. '산업제품의 표준치설정을 위한 국민 표준체위 조사 보고서' (1997) 123-130
한국공업표준협회. '한국산업규격 KSA7003 인체측정용어' 1989
한국공업표준협회. '한국산업규격 KSA7004 인체측정방법' 1989
홍승우, 박성준, 정의승. '자동차 설계를 위한 한국인 3차원 표준 형상의 선정' 대한 인간공학회지, 제25권 2호(2006) 85-93

원문보기 상세보기
Birgit seidel-fabian. 'Selection and use of ergonomically designed features of office furniture' Advance in occupational ergonomics and safety I.2(1996) 815-819
E.N. Corlett. 'Are you sitting comfortably?' International Journalof Industrial Ergonomics. 24(1999) 7-12

상세보기
M. Ferrino, M.De Martino, S. Dequal, B. Falcidieno, E.Fubini, M.Masali, F.Rinaudo.'Human back surface analysis by digital photogrammetry and geometric reasoning for ergonomic design' Advances inoccupational ergonomics and safety I. 2(1996) 826-831
Minitab (Release 14.12.1), Minitab Inc.,(2004)
Stephen J.Fitzgerald, Krystina M. Kult. 'The optimum time to evaluate the comfort rating of seats' Advances in occupational ergonomics and safety I. 2(1996) 820-825
Stephen Pheasant. 'Bodyspace anthropometry, ergonomics and design' Taylor &Francis Inc(1990)123-124

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

상세보기

다운로드

내보내기

활용도 Top5 논문

해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다.
더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증