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계측과 시뮬레이션의 융합/ 근육의 부하 조정

운동 중의 신체 움직임과 힘을 계측할 수 있다면 시뮬레이션으로 근육 하나 하나의 출력을 추정할 수 있다. 특정 근육에 대한 부하나 밸런스가 좋은 신체의 사용 방식 등을 조정할 수 있다. 계측과 시뮬레이션의 융합이 주목 받고 있다.

계산역학연구센터(도쿄)는 자전거 트레이닝 지원 시스템을 개발했다. 카메라로 신체를 촬영하고 인공지능(AI) 기술로 신체 골격을 인식해 움직임을 측정한다. 출력은 타이어 회전 부하를 측정한다. 일반적으로 근골격 시뮬레이션은 각도가 1도 틀어지면 출력이 10% 바뀌는 일도 있었다. 개발 담당자는 “페달을 밟는 움직임은 평면 운동이다. 시뮬레이션을 하기 쉽다”라고 설명한다.

페달을 밟는 엉덩이나 허벅지 근육의 출력을 추정한다. 중장거리 종목에서는 페달을 밟을 때 근육 소모를 억제하는 방법이 중요하다. 새들의 높이를 정밀하게 조정해 자세나 근육 부하를 최적화한다. 각국의 국가대표팀에 판매한다.

근골격 시뮬레이션을 활용해 계측시스템을 간략화하는 어프로치도 있다. Xenoma(도쿄)는 IMU센서와 근골격 시뮬레이션을 조합했다.

‘e-skinMEVA’는 IMU센서를 허벅지와 정강이, 발등 등 7곳에 배치해 가속도나 각속도를 측정한다. 이 수치를 시뮬레이션에 적용해 다리의 움직임을 추정한다. 신축 팬츠를 입기만 하면 계측이 가능해 공간적인 제약이 없어진다.

신체 활력이나 신체의 틀어짐 계측도 진행 중이다. 신축으로 전기 저항이 바뀌는 신축 배선을 몸에 감는다. 신체가 틀어지면 배선이 신축을 해서 움직임을 추정할 수 있는 구조다.

야구 피칭 계측에서는 팔이나 어깨의 근육에 따라서 신축 배선을 배치한다. 아식스와 ‘투구동작해석 e-skin 셔츠’를 개발했다. ASICS BASEBALL Lab에 도입한다.

야구의 피칭 등 손가락 끝의 빠른 움직임은 계측조차 어려웠다. Xenoma의 아미모리(網盛) 사장은 “아식스는 몸이 열리는 정도나 팔꿈치의 구부러지는 정도로 부하를 추정하는 노하우를 갖고 있다. 팔꿈치 부상을 예방할 수 있다”라고 이점을 강조한다.

또한 장기적으로는 모션 계측에 심전 계측을 조합시키는 구상을 하고 있다. 심박수는 체감 시간에 영향을 받는다고 한다. 골프의 롱패드나 농구의 프리 스로 등 특히 집중이 필요한 샷이 안정적인가를 측정할 수 있다. 아미모리 사장은 “컨디션 난조는 많은 선수가 직면하는 문제다. 긴장하는 장면에서도 루틴을 재현하고 있는지를 모션과 바이탈의 양면에서 명확하게 밝히고 싶다”라고 말한다.

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