초록 ▼

❏ Natural User Interface 기술 개발
• 비전 기반 사용자의 운동 동작 (자세) 인식 기술 개발
- 공간센서기반 카메라를 이용한 운동 동작 (자세 및 균형) 데이터 습득 기술 개발 완료
- 공간센서기반 카메라를 이용한 운동 동작 데이터 분석 및 판별 기술 개발 완료
- 멀티키넥트를 이용한 운동자세 인식보완기술 개발 완료(추가)
• 햅틱 기반 스퀘어 매트 센싱 기술 개발
- 스퀘어 매트 센싱 기술 및 스퀘어 매트 제작 완료
- 발란스보드를 이용한 균형정보획득 및 기계학습을 이용한

❏ Natural User Interface 기술 개발
• 비전 기반 사용자의 운동 동작 (자세) 인식 기술 개발
- 공간센서기반 카메라를 이용한 운동 동작 (자세 및 균형) 데이터 습득 기술 개발 완료
- 공간센서기반 카메라를 이용한 운동 동작 데이터 분석 및 판별 기술 개발 완료
- 멀티키넥트를 이용한 운동자세 인식보완기술 개발 완료(추가)
• 햅틱 기반 스퀘어 매트 센싱 기술 개발
- 스퀘어 매트 센싱 기술 및 스퀘어 매트 제작 완료
- 발란스보드를 이용한 균형정보획득 및 기계학습을 이용한 균형감각 점수화 기능 개발완료(추가)
Ÿ• NUI 기술 통합 및 실시간 데이터 모니터링, 데이터 서버 및 통신 기술 개발
- 사용자의 스텝 정보를 실시간으로 인식하는 스퀘어 매트 데이터 전송 기술 개발 완료
- 데이터 모니터링 및 서버 구현 완료

❏ 고령자의 균형감각 증진 및 치매예방 운동 프로그램 개발 및 평가
Ÿ• 고령자의 균형감각 증진 및 치매예방 운동 프로그램 개발
- 고령자의 균형감각 증진 및 치매예방 운동 프로그램 5종류 개발 완료
- 활력걷기, 균형감각증진 및 인지향상을 위한 걷기(Dual Task, 시지각) 개발 완료
• 고령자의 균형감각 증진 및 치매예방 운동 프로그램 실험 평가 및 검증 모델 기술 개발
- 고령자의 균형감각 증진 및 치매에방 운동 프로그램 실험 평가

❏ 체험형 운동 게임 통합 시스템개발
• 체험형 운동게임 렌더링 기술 개발
- 체험형 운동게임 렌더링을 위한 사용자 아바타 모델링 개발 완료
- 체험형 운동게임 렌더링을 위한 가상 트레이너 모델링 개발 완료
• 고령자 균형감각 증진 및 치매예방을 위한 체험형 운동게임 (Exergame) 통합 콘텐츠 시스템 개발
- 체험형 운동 게임 종합 장면 연출 프로그램 및 스마트폰용 어플리케이셭 개발 완료

( 출처 : 요약서 )

Abstract ▼

Ⅳ. R & D results
1) Design and production of experience type walking exercise game program
Experience type walking exercise game is composed of total 4 types including vitality walking for improving cardiopulmonary function and basal physical fitness, walking for enhancing a sense of balance,

Ⅳ. R & D results
1) Design and production of experience type walking exercise game program
Experience type walking exercise game is composed of total 4 types including vitality walking for improving cardiopulmonary function and basal physical fitness, walking for enhancing a sense of balance, walking for recognition enhancement and walking for promoting double task, visual, recognitive ability. In addition, this game is composed of total 60 walking exercise programs based on total 4 types, 3 stages of difficulties (beginner, intermediate, high level) and 5 stages by each difficulty level. In case of difficulty level and stage, it was gradually increased by changing step sequence, location and direction of smart mat but in case of 1st stage of beginner, it was designed in a simple form so that aged people would just walk forward in order to adapt themselves to interface.

2) Vision based motion recognition of user
As posture recognition method using kinect, reset kinect sensor by using kinect script as unity scene starts and wait until user enters into kinect sensor range by using kinect. And then recognize motion by calculating vector angle between joints after converting each joint data into vector by obtaining user's joint data. Recognized postures are total 16 types of motion including arm spread, attention posture, lunge, squirt using multiple kinect module.

3) Integrated system of experiencetype walking exercise game
In order to produce designed experience type walking exercise program as experience type game, Unity 3D engine was used for device interface for composing user interface control, data communication and experience type game. An interface of creating, reading, updating and deleting databy communicating with local DB through server in order to record user score was constructed. User's score control function was designed in unity game by implementing afunction of transmitting information to the client by using unique ID of android smartphone in order to divide users.

4) Sense of balance
in order to confirm improvement of sense of balance by progressing experience type exercise game being developed in this study, sense of balance was measured by interfacing Wii BalanceBoard of Nintendo with Unity3D and naive bayes classifier algorithm of scoring by using train data and additional data was applied. In addition, during run time, game is progressed by using supervised learning and as processing may be delayed by user environment, it was progressed by using spring server.

5) Walking motion recognition of smart mat
Smart mat is rectangular mat (total width 4 compartments, length 6 compartments)and it is used for obtaining user's step information. Size of each compartment is W(310) x L (350) x height (3) mm³.
First, The mat’s control module is composed of one zone by gathering 8 independently composed compartments and resets central control module, communication module and sensing module of three zones.
Second, The mat’s communication module resetting is a process of making a condition of being able to connect it by resetting and sensing module resetting is a module by which operator is advised to know which compartment is pushed, which compartment one should push between serve controller and central controller by designating address value of MCU.
Third, The mat’s communication module plays a role of relaying communication of the client and control module MCU by using bluetooth of serial port profile type.

6) Smart phone application
Game pleasure element by score improvement was included by recording user score or expressing it as visualized chart by using user's smart phone application and in addition, an interface through which how sense of balance is improved through score change could be confirmed was constructed. Major function of smart phone application being produced in hybrid form is user log-in, record, score visualization. User log-in is a function of comparing unique ID of user terminal with DB after receiving it by connecting it to stand-by TCP socket of web server. Record function is to record score in DB as to what kind of game user progressed and how much score such user obtained in web server by transmitting game information and score of user to local web server in RESET mode in last scene of game. Visualized module has a function of displaying daily, weekly, monthly user score by way of visualized chart through D3JS data visualization library using data recorded in web server.

( 출처 : SUMMARY )

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 요약서 ... 3요 약 문 ... 4S U M M A R Y ... 8CONTENTS ... 12목차 ... 16제1장 기술개발과제의 개요 ... 20 제1절 연구개발과제 개요 ... 21 1 연구개발의 목적 ... 21 2 연구개발의 필요성 ... 24 제2절 연구과제 범위 ... 30 1 연구개발의 범위 ... 30 2 연구개발의 추진방법 및 체계 ... 33 3 연구개발의 추진내용 ... 35제2장 국내외 기술개발 현황 ... 41 제1절 기술개발현황 ... 42 1 Natural User Interface 기술개발현황 ... 42 2 체험형 운동게임 통합시스템 개발 ... 47 제2절 연구개발결과 파급효과 ... 50 1 기술개발 파급효과 ... 50제3장 기술개발 내용, 방법 및 결과 ... 52 제1절 기술개발내용 ... 53 1 Natural User Interface 기술개발 ... 53 2 고령자 균형감각 증진 및 치매예방 운동 프로그램 개발 및 평가 ... 56 3 체험형 운동게임 통합 시스템 개발 ... 58 제2절 이론적 및 실험적 접근방법 ... 60 1 Natural User Interface 기술개발 ... 60 2 고령자 균형감각 증진 및 치매예방 운동 프로그램 개발 및 평가 ... 68 제3절 연구결과 ... 79 1 Natural User Interface 기술개발 ... 80 2 고령자 균형감각 증진 및 치매예방 운동 프로그램 개발 및 평가 ... 121 3 체험형 운동게임 통합 시스템 개발 ... 141제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 155 제1절 연구개발목표 달성도 ... 156 1 성과 목표 / 성과 지표 달성 ... 156 2 평가항목 ... 157 제2절 관련분야 기여도 ... 159 1 기술 및 학술적 기여도 ... 159 2 경제 및 산업적 기여도 ... 160제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 161 제1절 연구개발결과 활용계획 ... 162 1 활용방안 ... 162 제2절 사업화 추진방안 ... 163 1 사업화 전략 ... 163제6장 기술개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 165제7장 참고문헌 ... 168끝페이지 ... 169