[논문]특집 : IT 융복합의료기기 기술 - 3차원 가상현실과 연동되는 노인 심폐기능증진을 위한 지면 변화 트레드밀 기기

정경열; 임병주; 이성수; 한동욱; 김진영

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지면 변화 트레드밀 기기는 경사도 변화가 가능하며 안전사고를 예방하는 안전장치, 노인의 보행속도에 적합한 속도를 구현할 수 있는 자동 속도 구현장치, 기존 트레드밀에서 구현하지 못하는 다양한 지면 조건을 현실화할 수 있는 재질의 바닥 및 가상현실 컨텐츠와 연동하여 속도 조절이 가능한 지능형 조절장치로 구성된다. 때문에 가상의 외부 환경이 3D로 구현된 컨텐츠와 연동하여 노인들이 걷기 운동을 즐길 수 있도록 구현 가능한 것이 특징이다. 본 고에서는 노인 및 장애인들에게 적합한 속도 구현과 안전사고 예방 및 다양한 지면 조건을 구현한다는 장점이 있는 지면 변화 트레드밀 기기에 대해 소개하였다.

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문제 정의

3차원 가상현실과 연동되는 노인 심폐기능증진을 위한 지면변화 트레드밀 기기에 부착된 일일 운동량 측정 및 생명징후(vital sign)를 측정할 수 있는 장치에 대한 내 . 외 지재권현황을 살펴보면 국내에는 건강측정이나 운동능력측정에 관한 장비의 기술력이 더딘 편이다.
본 고에서는 노인 심폐기능증진을 위한 지면변화 트레드밀 기기를 3차원 가상현실과 연동하여 트레드밀에서 걷는 느낌이 아니라 실제 야외에서 보행하는 것과 같은 효과를 줌으로서 노인들이 흥미를 가지고 걷기운동에 참여하도록 하여 운동 참여율을 높이는 것을 제안하고자 한다.

성능/효과

넷째, 기존 트레드밀은 운동량과 생명징후 등의 생리변화에 대한 측정 이 불가능하지만 지면변화 트레드밀 기기는 개개인의 운동량 및 생명징후에 대한 측정 및 저장이 가능하여 노인 스스로가 운동을 통해 변화되는 생리적 변화를 알 수 있도록 하여 운동 참여율을 높이고 안정성을 확보할 수 있다.
둘째, 기존 트레드밀은 견지면으로 구성되어 있어 운동조절 기능 향상에 제한적 인 효과가 있었지만 지면변화 트레드밀 기기는 연지면과 견지면 등 다양한 지면조건을 구현할 수 있어 대뇌의 운동조절능력을 향상시킬 수 있다. 또한 야외에서 경험할 수 있는 다양한 지면 조건의 구현이 가능해 야외활동 능력의 향상을 기대할 수 있다.
부가적으로 외부 환경에서 볼 수 있는 지면 조건을 구현할 수 있도록 연지면과 견지면 등의 지면 경도를 다양하게 하여 실제 외부 환경에 대한 적응력을 향상시킬 수 있으며, 노인 개개인의 근력에 맞는 운동량을 자동으로 체크하여 운동량을 조절할 수 있다. 또한 당일의 운동 조건을 저장하여 운동조건을 정확하게 재설정할 수 있는 지능형 시스템을 구현함으로 개개인에 맞는 운동량 조절이 가능하다.
셋째, 기존 트레드밀은 벽면을 보면서 걷는 운동으로 동기유발 효과가 저조하지만 지면변화 트레드밀 기기는 가상현실을 이용해 외부 환경을 실내에 그대로 재현함으로 운동에 참여하고자 하는 동기유발 효과가 커서 운동 참여율을 높일 수 있다. 또한 다양한 컨텐츠의 개발로 다양한 경험의 제공이 가능하다.
첫째, 기존 트레이닝 센터에서 볼 수 있는 런닝 머신과는 다르게 노인과 장애인 등 신체기능이 약화된 모든 사람이 이용 가능한 속도 즉 저속에서 일반인이 사용 가능한 속도 즉 고속까지 다양한 속도 조절이 가능하다. 또한 노인의 상태를 고려한 안전장치의 구현이 가능하다.

후속연구

동일한 견지면의 조건에서는 환경에 적응하여 대뇌의 기능이 줄어들게 되지만 지면이 변하게 되면 지면 조건에 맞는 보행을 위해 대뇌에서는 끊임없이 계획하고 조절해야 한다. 따라서 지면변화 트레드밀은 대뇌의 운동 조절 능력의 향상을 가져와 실제 야외 환경에서 경험하게 되는 다양한 환경에 쉽게 적응하여 낙상의 위험을 줄이고 야외활동에 대한 두려움을 없애 일상생활 활동을 증가시킬 수 있을 것으로 기대한다.
결국 3차원 가상현실과 연동되는 노인 심폐기능증진을 위한 지면변화 트레드밀 기기는 가상현실을 실내로 도입함으로 공간적인 한계성을 극복하고, 다양한 경험 습득이 가능하다. 또한 야외환경을 실내에 재현 가능함으로 외부에서 발생할 수 있는 안전사고를 예방할 수 있어 안전성을 확보할 수 있으며, 노인의 흥미를 유발할 수 있는 다양한 프로그램 개발이 가능하다는 것이다. 또한 개개인에 적합한 활동 프로그램의 개발이 가능하며, 실제 생활과 유사한 환경 조성으로 일상생활능력 역시 향상이 가능하다.
반면 3차원 가상현실과 연계된 지면변화 트레드밀 기기의 개발은 편리성, 효과성 및 다양성 측면에서 재활 및 건강 관련 분야에서 다양하게 적용할 수 있어 노인의 건강 증진과 삶에 질을 높이는데 도움이 될 것으로 기대할 수 있다. 또한 재활과 전자공학 등의 다양한 분야와 유기적 인 협조를 구축하여 고령 친화산업의 동반 발전도 기대할 수 있다.

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