일본산업뉴스요약

디지털 인체, 몸의 움직임 해석
산총연, 자세에서 피로 추측

산업기술총합연구소는 운동 중의 몸의 움직임을 컴퓨터 상에서 실시간으로 재현하는 ‘디지털 인체’ 개발에 착수한다. 각각 다른 체중이나 체격을 정밀하게 반영해 몸에 가해지는 부담을 관절이나 근육 움직임을 통해 조사한다. 업무 중의 피로도나 부상 위험을 추측해 휴식 등의 대응에 활용한다. 장기적으로는 재활운동의 개선과 운동선수의 컨디션 관리에 활용한다.

IoT(사물인터넷)나 빅데이터를 사용해, 기계나 공장이 고장 날 징후 등을 컴퓨터상에서 해석하는 ‘디지털 트윈’ 기술을 응용한다.

인체의 움직임을 포착하는 방법의 하나가 ‘신발 센서’다. 신발 속에 신체의 움직임을 알 수 있는 센서를 내장해 컴퓨터에 데이터를 수집한다.

다리가 지면에 착지하는 타이밍이나 발의 위치를 검출해 통근이나 업무 등 일상생활의 데이터를 쉽게 수집할 수 있다. 골격이나 체중 정보 등과 조정해 해석함으로써 신체 모습을 예측한다.

관절을 구부리는 정도를 알거나, 근육에 가해지는 부담을 계산하는 컴퓨터 모델을 개발하고 있으며 해석에 사용한다고 한다.

신체의 어느 부분에 부담이 걸리고, 피로가 쉽게 쌓이는지를 알 수 있을 것으로 기대한다. 피로가 심각하면 부상을 당할 우려도 있다. 걸음걸이 습관이나 넘어지는 정도를 판정할 수도 있다.

히로시마대학과의 공동연구에서는 신체의 움직임을 도울 수 있는 ‘인공근육’이라는 장착형 장치의 효과를 조사했다. 인공근육을 몸에 감싸고 있으면 대퇴부가 앞으로 나올 때의 각도가 커지는 경향을 확인할 수 있었다.

지금까지 운동 중의 신체 움직임은 실험실에서 몸에 대량의 센서를 장착해 조사할 필요가 있었다.

산총연의 새로운 연구방법은 신발 속이나 손목에만 센서를 장착함으로써 정밀도는 떨어지지만 데이터를 간단하게 수집할 수 있다.

센서 수를 늘리면 재활 환자나 프로 운동선수에게도 응용할 수 있다. 신체를 어떻게 사용하면 재활의 효과나 경기 능력이 향상하지를 검증할 수 있다.

대량의 데이터가 모아지면 인공지능(AI)의 활용도 검토해 나갈 생각이다. 사람의 행동데이터 연구는 인터넷쇼핑에서의 구매 이력이나 맥박을 비롯한 건강정보의 계측이나 분석이 주류였다. 개개인의 특징을 나타내는 디지털 인체의 개발은 사람의 행동데이터의 새로운 수요를 개척할 것으로 기대하고 있다.

디지털트윈 기술은 항공기의 엔지니어나 화학플랜트를 다양한 조건에서 시뮬레이션을 할 수 있는 컴퓨터 상에 재현해 고장의 징후나 내구성을 강화하는 연구가 진행되고 있다.

● 신체 상태 추측
[일상생활이나 운동을 통해 관절이나 골격 변화를 계측] → [AI 등을 활용해 컨디션이나 신체 피로도 등을 추측] → [예방이나 치료 등의 검토]

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