[논문]자전거 운동 시 소비되는 에너지량 계산 알고리즘 설계

임명성; 정진형; 이상식; 장지훈

doi:10.17661/jkiiect.2021.14.1.78

자전거 운동 시 소비되는 에너지량 계산 알고리즘 설계
Design of an algorithm to calculate the amount of energy consumed during cycling 원문보기

한국정보전자통신기술학회논문지 = Journal of Korea institute of information, electronics, and communication technology, v.14 no.1, 2021년, pp.78 - 90

임명성 (Department of Sport & Leisure Studies, Catholic Kwandong University) , 정진형 (Department of Bio-medical Engineering, Catholic Kwandong University) , 이상식 (Department of Bio-medical Engineering, Catholic Kwandong University) , 장지훈 (Department of Sport & Leisure Studies, Catholic Kwandong University)

초록
AI-Helper

본 연구는 자전거 운동 시 소비되는 에너지량 계산을 위한 알고리즘을 개발하고자 하는 목적으로 수행되었다. 대학에 재학 중인 60명(남자 30명, 여자 30명)을 대상으로 자전거 운동 시 10초 간격으로 배출하는 호흡가스를 분석하고 에너지소비량을 측정하였으며, 시판 유선속도계로 측정된 결과 및 선행연구에서의 추론식과 비교 검증하였다. 남자의 자전거운동 시 시간에 따른 소비되는 에너지량을 추정하는 알고리즘은 '에너지소비량(Kcal)=5.048×(시간(분))-2.258(r2=0.998)'로 계산되었다. 여자의 자전거 운동 중 시간에 따른 에너지소비량 추정 회귀식은 '에너지소비량(Kcal)=4.466×(시간(분))-1.605(r2=.999)'로 계산되었다. 남자의 자전거운동 시 시간과 속도에 따른 에너지소비량 추정 회귀식은 '에너지소비량(Kcal)=(0.05×속도(kph))×(4.750×시간(분)+0.091)'로 계산되었다. 여자의 자전거 운동 시 시간과 속도에 따른 소비되는 에너지량 추정 회귀식은 속도 20kph 이하 조건에서는 '에너지소비량(Kcal)=(0.05×속도(kph))×(4.151×시간(분)-0.736)'으로 계산되었고, 속도 20kph 초과 조건에서는 '에너지소비량(Kcal)=(0.04×속도(kph))×(4.151×시간(분)-0.736)'으로 계산되었다. 결론적으로 자전거 운동 시 소비되는 에너지량을 계산하기 위한 알고리즘개발에는 시간 및 속도에 따른 에너지소비량 추론식 적용이 적절한 것으로 제언된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to develop the mathematic algorithm for energy expenditure calculation during cycling as a part of the development of a higher value-added cycle. Participants were 60 university students (male 30, female 30). Energy expenditure was measured with breathing gas at 10 sec intervals by gas analyzer connected with stationary cycle ergometer. Values presented by commercial speedometer and preceding researches were used for verification of actual measurement values in this study. In conclusion, the mathematic algorithms for energy expenditure calculation during cycling were as follows. For male, energy expenditure(Kcal)=5.048×cycling time(min)-2.258, energy expenditure(Kcal)=(0.05×cycling velocity(kph))×(4.750×cycling time(min)+0.091). For female, energy expenditure(Kcal)=4.466×cycling time(min)-1.605, energy expenditure(Kcal)(cycling velocity≤20kph)=(0.05×cycling velocity(kph))×(4.151× cycling time(min)-0.736), energy expenditure(Kcal)(cycling velocity>20kph)=(0.04×cycling velocity(kph)) ×(4.151×cycling time(min) -0.736). And it is suggested that the developed algorithm with cycling time and velocity should be applied for the development of a higher value-added cycle.

주제어

표/그림 (22)

표 표 1. 연구대상자의 일반적 특성 Table 1. Demographic characteristics of subjects
그림 그림 1. 자전거 운동 중 에너지소비량(남자) Fig. 1. Energy consumption during cycling (male)
그림 그림 2. 주행시간에 따른 에너지소비량 추정식(남자) Fig. 2. Energy consumption estimation equation according to driving time (male)
그림 그림 3. 자전거 운동 중 에너지소비량(여자) Fig. 3. Energy consumption during cycling (female)
그림 그림 4. 주행시간에 따른 에너지소비량 추정식(여자) Fig. 4. Energy consumption estimation equation according to driving time (female)
그림 그림 5. 변속주행 중 에너지소비량(남자) Fig. 5. Energy consumption during variable speed driving (male)
그림 그림 6. 변속주행시간에 따른 에너지소비량 추정식(남자) Fig. 6. Equation for Estimating Energy Consumption According to Shift Travel Time (male)
그림 그림 7. 주행속도에 따른 속도계수 가중치(남자) Fig. 7. Weight of speed coefficient according to driving speed (male)
그림 그림 8. 변속주행 중 에너지소비량(여자) Fig. 8. Energy consumption during variable speed driving (female)
그림 그림 9. 변속주행시간에 따른 에너지소비량 추정식(여자) Fig. 9. Equation for Estimating Energy Consumption According to Shift Travel Time (female)
그림 그림 10. 20kph 이하 주행속도에 따른 속도계수 가중치(여자) Fig. 10. Weight of speed factor according to driving speed below 20kph (female)
그림 그림 11. 20kph 초과 주행속도에 따른 속도계수 가중치(여자) Fig. 11. Speed factor weight according to driving speed exceeding 20kph (female)
표 표 2. 시판 제품값과 실측치와의 차이 (Kcal) Table 2. Difference between product value and measured value
표 표 3. 주행속도에 따른 실외측정 결과와 추정 에너지소 비량 (Kcal) Table 3. Outdoor measurement result and estimated energy consumption according to driving speed (Kcal)
그림 그림 12. 자전거 운동 중 주행시간에 따른 에너지소비량 추정 알고리즘 Fig. 12. Energy consumption estimation algorithm according to driving time during cycling
그림 그림 13. 자전거 운동 중 주행시간과 주행속도에 따른 에너지 소비량 추정 알고리즘 Fig. 13. Energy consumption estimation algorithm according to driving time and driving speed during bicycle exercise
표 표 4. 주행시간에 따른 실외측정 결과와 추정 에너지 소비량 (Kcal) Table 4. Outdoor measurement result and estimated energy consumption according to driving time (Kcal)
표 표 5. 선행연구결과에 의한 추정치와 실측치와의 비교1 (Kcal) Table 5. Comparison between estimated and measured values based on previous research results 1 (Kcal)
표 표 6. 선행연구결과에 의한 추정치와 실측치와의 비교2 (Kcal) Table 6. Comparison between estimated and measured values based on previous research results 2 (Kcal)
표 표 7. 개발알고리즘으로 역추정한 결과 (Kcal) Table 7. Inverse estimation result with development algorithm (Kcal)
표 표 8. 계산 에너지소비량 간의 비교 (Kcal) Table 8. Comparison between calculated energy consumption (Kcal)
표 표 9. 계산 에너지소비량 간 적률상관계수 Table 9. Momentum correlation coefficient between calculated energy consumption

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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