초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
￭ 최종 목표
2017년부터 홈트레이닝이 활성화 되기 시작했는데, 2020년 세계적으로 코로나19 팬데믹이 시작되면서 본격적으로 언택트(untact) 소비가 시작 되었다.
정해진 시간·장소로 이동해 운동하는 오프라인 중심의 피트니스 시장이 스마트 헬스기구 도입, 실시간 서비스 등과 결합하여 디지털 피트니스(Digitial Fitness)로 빠르게 전환이 되었다.
이에 본 과제에서는 디지털 피트니스 도구인 자전거용 스마트 트레이너 및 센서(파워미터)를 사용하여, 가상세계나 3D모델링을

□ 연구개발 목표 및 내용
￭ 최종 목표
2017년부터 홈트레이닝이 활성화 되기 시작했는데, 2020년 세계적으로 코로나19 팬데믹이 시작되면서 본격적으로 언택트(untact) 소비가 시작 되었다.
정해진 시간·장소로 이동해 운동하는 오프라인 중심의 피트니스 시장이 스마트 헬스기구 도입, 실시간 서비스 등과 결합하여 디지털 피트니스(Digitial Fitness)로 빠르게 전환이 되었다.
이에 본 과제에서는 디지털 피트니스 도구인 자전거용 스마트 트레이너 및 센서(파워미터)를 사용하여, 가상세계나 3D모델링을 통하여 현실세계를 구현한 공간에서 함께 다른 사람들과 자전거를 타면서 운동 및 훈련을 하는 플랫폼을 개발하는 것을 최종 목표로 한다.

￭ 전체 내용
스마트 트레이너를 이용하여 다른 사람들과 함께 자전거를 타면서 운동 및 훈련을 하는 플랫폼을 내부적으로 ‘라차(LACHA)’ 프로젝트라 명명하였다.
‘라차’는 기존에 운동 플랫폼과의 차별화 및 사용자 편의를 위하여 아래와 같은 세가지 핵심 기술을 개발한다.
1, 플랫폼에 쓰이는 GPX파일을 이용한 자동 3D 도로 생성 기술 개발
· 플랫폼 개발에 제일 시간이 많이 소요되는 작업은 지도(코스)를 만드는 작업이다. 단순히 지도 데이터를 만드는 것이 아니라, 현실세계를 그대로 3D 모델링으로 가져와야하기 때문에 작업량이 방대하다.
· 본 과제에서는 쉽게 구하거나 가공이 가능한 GPX라는 지도 표준 포맷 데이터를 활용하여 자동으로 3D 도로를 모델링 해주는 엔진을 개발한다.
2. 파워미터, 인도어 트레이너 등에서 생성되는 데이터 기반의 훈련 프로그램을 검증된 인력과 함께 개발
· 파워미터나, 인도어 트레이너를 사용하게 되면, FTP(Functional Threshold Power)라는 데이터가 나오는데, 이 데이터를 여러 알고리즘으로 가공하여 새로운 훈련 지표를 만드는데 사용한다.
· 해외에서 주로 사용되는 데이터 기반의 훈련프로그램을 국내 사이클 국가대표 감독님과 협업하여 개발함으로, 일반인 뿐만 아니라, 프로선수들도 사용하는 플랫폼을 제작 할 예정이다.
3. 지속적으로 운동을 하기 위한 소셜 기능 구현
· 지속적으로 운동을 하기 위해서는 혼자 운동하는 것보다 주변의 사람들과 함께 운동하는 것이 훨씬 효과적이다.
· 본 과제에서는 개인의 아바타를 설정하여, 성장시키고, 꾸미는 기능, 자신의 기록을 다른 사람들과 공유하는 랭킹 기능, 지인들과 함께 가상세계에서 만나 라이딩을 할 수 있는 기능을 구현함으로 지속적인 운동을 할 수 있도록 도와 준다.

□ 연구개발성과
1. 자동 3차원 도로 생성 시스템 개발
∙ 현실 기반의 도로를 생성해야 하므로 짧게는 수km로부터 길게는 몇십km 까지 도로를 실제 환경과 최대한 유사하게 만드는 것이 핵심 기술.
∙ 본 개발사는 개발형 표준 지리정보 데이터인 GPX 파일을 이용해 3차원 자동 도로 생성 시스템을 제작 했음.
2. 모바일 기반에 최적화된 3차원 그래픽 기술개발
∙ 본 개발사는 최소 모바일 환경에서 최소 30프레임 나올 수 있도록 폴리곤 갯수와 텍스처 기술 및 애프터 쉐이딩, 그림자 베이킹등의 그래픽을 최적화 시키는 기술을 적용하여 모바일 기반의 최적화 작업을 진행.(안드로이드의 경우 Level 30이상 버전에서만 동작 함.)
3. 실제 환경에 기반한 3차원 도로 주행 알고리즘 개발
∙ 본 과제에서는 스마트트레이너의 파워데이터와 케이던스(자전거 크랭크의 회전수)에 따라 가상세계에서 실세계에서 동작하는 것 같은 주행 알고리즘 개발
4. 다양한 스마트트레이너에 대응하는 통신 프로토콜 개발
∙ 본 개발사는 대표적인 스마트트레이너를 모두 구입하여 테스트 완료하였고, 현재(2022년 8월) 베타 테스트 중으로 지속적인 데이터 업데이트를 하고 있음.
5. 네트워크 엔진(포톤 클라우드)을 통한 게임 서버 개발
∙ AWS 서비스에 MySQL과 MongoDB 두 개의 DB를 설치하고, 회원관리와 정적인 시스템 관리는 MySQL로 처리하였으며, 사용자의 훈련 정보는 MongoDB에 저장하도록 설계했음.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
1. 연구개발성과 활용 계획
· 현재는 사이클 훈련 플랫폼으로 개발 되지만, 추후 개발되는 다양한 IOT기기와 연계하여 다양한 운동 플랫폼으로 발전이 가능.
2. 기대효과
· 전문 선수만 사용하는 것이 아닌, 일반인들도 실내에서 쉽고 재미있게 훈련할 수 있음.
· 개발된 운동 플랫폼을 사용하기 위해 함께 고가의 전용 기기를 사용하는 것이 아닌, 기존 시장에 나온 여러 가지 제품중에 하나를 선택하여 사용하게 되므로 많은 유저들이 사용층을 확보할 수 있음.
· 주변기기의 사용자자 층이 늘어남으로 플랫폼과 관련된 센서 및 디바이스 시장 확대.
· 라차 플랫폼이 개발이 되면, 실내 인도어 사이클도 가능하지만, 집안에 있는 러닝머신과 아래쪽 그림과 같이 신발에 부착하는 센서를 통해 실내에서 가상현실 러닝 훈련이 가능.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 1-1. 본 연구의 필요성 ... 6
• 1-2. 기술개발 차별성 ... 7
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 9
• 2.1 자동 도로 생성 시스템 개발 ... 9
• 2.2 모바일 기반에 최적화된 3차원 그래픽 기술개발 ... 11
• 2.3 실제 환경에 기반한 3차원 도로 주행 알고리즘 개발 ... 11
• 2.4 다양한 스마트트레이너에 대응하는 통신 프로토콜 개발 ... 12
• 2.5 네트워크 엔진(포톤 클라우드)을 통한 게임서버 개발 ... 13
• 2.6 모바일과 PC에 최적화된 UX/UI 연구 ... 14
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 15
• 1) 연구수행 결과 ... 15
• 2) 목표 달성 수준 ... 21
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 23
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 23
• 2) 자체 보완활동 ... 23
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 23
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 24
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 24
• 끝페이지 ... 26