게임 기반 자가 어깨운동 훈련 프로그램에 대한 연구
A Study on the Training Program for Shoulder Exercise based on Game Interaction
초록/요약
체감형 인터페이스 기술이 발달하면서 키넥트(Kinect, 깊이 인식 및 모션 인식 카메라)와 같은 장치를 활용한 다양한 체감형 시스템이 지속적으로 개발되고 있다. 일반적인 사용자를 위한 게임부터 공포증 치료, 치매치료, 재활치료 등을 위한 기능성 게임까지 다양한 범위에 걸친 애플리케이션이 연구되고 있고 상당한 효과를 보여주고 있다. 하지만 아직까지는 HMD를 활용한 시각적인 효과에 중점을 둔 게임에 치중하고 있으며 신체 운동 능력 치료용 애플리케이션 역시 실제 사용하는 치료 대상보단 일반인을 중심으로 한 흥미 위주의 게임이 주를 이루고 있다. 본 논문에서는 어깨 운동 능력이 떨어지는 사용자를 위해 게임 기반 자가 어깨운동 훈련 프로그램을 제안하고자 한다. 키넥트와 블루투스 컨트롤러 장치를 활용하였으며 어깨의 운동능력을 측정한 결과를 바탕으로 사용자 스스로 훈련을 할 수 있다. 본 프로그램은 의료진의 자문을 받아 개발한 체감형 게임 3가지로 구성되어 있으며 일반인을 상대로 하는 재미 위주의 빠른 동작을 취하는 기능성 게임과 달리 어깨운동 능력이 떨어지는 사용자를 고려해 어깨를 동작하는 속도와 방향성에 제한을 두었다. 또한 어깨운동을 진행할 때 반복적인 동작으로 지루해 질 수 있는 부분을 체감형 게임을 활용함으로써 사용자의 흥미를 유도하고자 하였고, 각 게임들의 최고 기록과 스스로 측정한 어깨의 운동능력 기록을 확인할 수 있는 즉각적 피드백을 활용하여 사용자 스스로 자신의 훈련 성과를 확인 할 수 있도록 고안하였다.
more초록/요약
As the technologies of the physical interactive interfaces develop, a variety of motion interactive game using devices such as Kinect are being developed. Applications ranging from games for general users to serious games for phobia, dementia, rehabilitation, etc. have been studied and have shown significant benefits. However, it is still focused on games that focus on visual effects using HMD and physical fitness applications are also focused on general public interest rather than actual treatment. In this paper, we propose a game-based self-shoulder training program for users with poor shoulder motor skills. This program was made by using Kinect and Bluetooth controller devices. Based on the measurement results of the user’s own shoulder motion ability, users can exercise by self. This program is composed of three kinds of game developed by consultation of medical staff. It is different from the serious game which takes the fun-oriented fast-action for the general public. It is a game in which the shoulder motion speed and direction limitations. In addition, we tried to avoid boredom from repetitive movements during the shoulder movement and induce the user's interest by using the motion interactive game. It was designed to provide the user with the best record of each game so that the user can confirm the performance of the training himself, and to provide immediate feedback to check the record of measuring the exercise capacity of the shoulder.
more목차
I. 서론 1
A. 연구 배경 1
B. 연구 목적과 방법 3
II. 선행 연구 및 사례 분석 4
A. 선행 연구 분석 4
B. 관련 선행 사례 분석 8
1. Fruit Ninja Kinect 2 8
2. Nike+ Kinect Training 9
3. Kinect Adventure! 11
4. Rehabilitation Measurement Tool 12
C. 적용점 도출 13
III. 자가 어깨운동 훈련 프로그램 구현 14
A. 개요 14
B. 근력 강화 운동 15
C. 관절 각도 측정 구현 19
1. 굴곡과 신전, 외전과 내전의 각도 20
2. 외회전과 내회전의 각도 23
D. 자가 어깨운동 훈련 프로그램 조작 및 구성 25
1. 메인 메뉴 25
2. 자가 각도 측정 26
3. 날아날아 (외전을 활용한 운동 게임) 30
4. 둥실둥실 (굴곡을 활용한 운동 게임) 33
5. 뽑아뽑아 (내회전, 외회전을 활용한 운동 게임) 35
6. 어깨 트레이닝 38
7. 기록보기 39
IV. 결론 40
A. 전문의 평가 40
B. 결론 및 향후 과제 42
