• 한국융합학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.303-311
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• 2018

스쿼트운동은 안전하고 효과적인 운동성과를 기대할 수 있는 중요한 프리웨이트운동의 하나로 하체강화운동에 가장 효과적인 운동으로 알려져 있다. 인터렉티브 스쿼트운동 장치를 활용하여 동적인 운동과정을 단순화하여 스쿼트 운동 동작을 모델링하고 이를 기반으로 한 생체신호 및 동작 분석을 수행할 수 있으며 또한 장치를 통해 사용자 자세교정을 통해 올바르고 효과 높은 스쿼트운동 과정을 확립할 수 있다. 제안된 모델링을 기반으로 설계된 풋플레이트에 위치한 로드셀의 검출된 신호를 활용하여 스쿼트동작을 생체신호검출과 검출된 신호처리과정을 거쳐 스쿼트운동의 오류동작을 검출해 내는 신호출력을 확보할 수 있다. 본 논문에서 제안된 인터랙티브 스쿼트운동장치의 설계방법과 동작의 안전성 분석방법은 생체역학 신호처리 방법에 기인하며 사용자의 스쿼트 운동자세를 해석을 위한 검출된 생체신호 및 동작신호를 통해 올바르지 못한 스쿼트 동작을 교정함으로서 바른 스쿼트 운동을 유도할 수 있으며 연구 결과를 VR 장치에 적용하거나 운동 평가를 위한 장치로 활용할 수 있다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권4호
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• pp.755-761
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• 2020

본 연구의 목적은 정적 스쿼트 동작 시 발란스 보드와 전신 진동자극기 적용이 신체 근육의 근활성도 변화에 어떠한 영향을 미치는지 검증하는 것이었다. 본 연구의 대상자는 20대 남성 20명을 대상으로 실시하였고(연령, 21.90±0.36 세; 신장, 174.30±1.09 cm; 체중, 66.50±1.00 kg; 신체질량지수, 21.90±0.31 kg/㎡), 3가지의 기본 정적 스쿼트 동작, 발란스 보드를 적용한 정적 스쿼트 동작 및 전신 진동자극기를 적용한 정적 스쿼트 동작을 수행하였으며, 표면전극을 부착한 부위는 신체 근육의 우측 복직근, 내복사근, 외복사근, 대퇴직근, 외측광근 및 내측광근으로 설정하였다. 실험을 통해 획득된 본 연구의 결과는 다음과 같다. 복직근, 내복사근 및 외복사근의 근활성도는 발란스 보드와 전신 진동자극기를 적용한 정적 스쿼트 동작 시 통계적으로 높게 나타났고(p=.001, p=.004, p=.000), 대퇴직근, 외측광근 및 내측광근의 근활성도는 전신 진동자극기를 적용한 정적 스쿼트 동작에서 통계적으로 가장 높게 나타났다(p=.000). 본 연구의 결과는 향후 정적 스쿼트 훈련 적용 시 효과적인 신체 근육을 강화시키기 위한 프로그램의 기초 자료가 될 것으로 기대된다.

• 한국체육학회지인문사회과학편
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• 제54권1호
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• pp.505-514
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• 2015

이 연구는 다양한 불안정면에서의 스쿼트 운동이 체간과 하지근육의 활성도에 미치는 영향을 비교하는데 목적이 있다. 10명의 피험자가 안정면, 불안정면인 스타빌리티 블루와 블랙, 보수에서 75% 1RM의 강도에서 스쿼트 동작을 실시하였다. 체간근육으로는 복직근, 외복사근, 내복사근 및 다열근에 근전도를 부착하였고, 하지근육으로는 대둔근, 중둔근, 대퇴이두근, 대퇴직 근, 외측광근, 내측광근, 내측비복근, 외측비복근, 가지미근, 전경근에 근전도를 부착하여 스쿼트 동작의 상승과 하간구상의 근활성도를 측정하였다. 안정면과 불안정면에서의 근활성도를 비교하기 위하여 일원변량분석을 실시하였으며, 사후검증으로 sheffe를 이용하였다. 하강구간에서 근활성도는 보수에서의 스쿼트 동작 시 내측광근, 다열근, 대둔근과 중둔근의 활성도가 안정면과 다른 불안정면에서의 스쿼트 동작 시보다 높게 나타났다. 상승구간에서 근활성도는 보수에서의 스쿼트 동작 시 대둔근의 활성도가 안정면과 다른 불안정면에서의 스쿼트 동작 시보다 높게 나타났다. 이러한 결과는 보수에서의 스쿼트 동작이 체간근육과 둔근의 활성도를 증가시키는데 효과적이라고 제시할 수 있다. 그러나 하지근육의 활성도는 불안정성에 따른 차이가 없는 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.691-701
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• 2017

본 연구에서는 스미스 머신을 이용한 스쿼트 운동에 대한 가상 테스트 프레임웍을 제안하고 구현하였다. 이를 위하여 인체 및 제품의 통합 모델을 개발하고, 실험 데이터를 바탕으로 자세의 변화에 따른 새로운 동작을 생성하는 알고리즘을 개발한 후, 가상의 조건에서 동작을 생성하여 인체의 관절에 걸리는 토크와 근육에 걸리는 힘을 시뮬레이션 하는 전체 시스템을 개발하였다. 이 시스템을 검증하기 위하여 동작 수집과 더불어 EMG와 지면반력에 대한 데이터를 수집하여 시뮬레이션 결과가 실제와 잘 맞는지 확인하였다. 이 시스템을 확장시켜 사용한다면 다양한 조건에서 운동하였을 때 신체 근육과 관절에 어떤 영향을 끼치는 지 시뮬레이션 해봄으로써 적절한 운동 프로그램을 효과적으로 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권9호
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• pp.365-372
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• 2017

스쿼트운동은 운동방법과 자세에 대한 이론적 근거 및 동작에 대한 기준 확립을 통해 안전하고 효과적으로 운동성과를 기대할 수 있는 중요한 프리웨이트운동 중의 하나이다. 그러나 바르지 못한 운동에 의한 부작용과 그에 대한 과학적 대응방안에 대한 연구와 운동모형의 개발 또한 필요하다. 스쿼트운동을 위한 풋플레이트를 설계하기 위한 구조해석의 주안점은 동적 거동을 단순화하여 구분 동작으로 모델링을 수행한다. 모델링을 기반으로 설계된 풋플레이트 바닥면에 위치한 로드셀의 한계 하중으로 인한 구조적 안전성 여부를 변형율과 응력의 크기를 산출함으로써 구조의 안정성과 이로 인한 운동기구의 설계방법을 제시한다. 이러한 스쿼트운동에 따른 세그먼트별 모델링과 지면반발력에 대응한 역학적 시뮬레이션 분석, 그리고 하중해석을 통한 운동역학분석의 결과를 통해 프리웨이트운동을 지원하는 운동보조장치, VR, 등의 기구에 적용하여 관련 시스템설계를 완성할 수 있다. 본 논문에서는 스쿼트운동 기구에 활용되는 풋플레이트의 설계 시에 인가되는 수직하중분포에 대한 설계방법을 제시하고 이러한 결과를 토대로 보다 안전하고 신뢰성 높은 운동보조기구시스템의 설계 및 제작기술을 제시하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.271-279
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• 2020

스쿼트와 런지운동은 다양한 프리웨이트운동 중 몸통과 하체강화를 위한 중요한 운동으로 운동자세에 대한 이론적 근거 및 운동기준 동작의 확립을 통해 안전하고 효과적인 운동이 이루어져야 한다. 따라서 옵티멀 운동동작을 통한 부상 예방과 오류 동작에 대한 과학적 대응방안을 마련하기 위해 운동모형의 개발이 필요한 현실이며 이러한 목적으로 오류동작에 따른 자세교정을 위해 다양한 보조기구를 활용하는 방법이 효과적이다. 본 논문에서는 프리웨이트운동의 동적분석을 위해 지면반발력에 대응한 로드셀을 이용한 4포인트 하중검출을 통해 동적동작에 기반한 운동모형 분석시스템을 개발하고자 한다. 프리웨이트운동의 모형개발을 위해 동적 움직임을 단순화하여 구분동작에 따른 운동 모델링을 확립하고 동적인 동작분석을 통해 오류동작을 분석하고 보정하기 위한 수치정량화 데이터를 확보하였고 이를 활용할 수 있는 분석방법에 대한 타당성을 검증하였다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.33-40
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• 2014

본 연구에서는 다양한 스쿼트 자세를 수행할 때 전신진동자극이 하지의 근 활성 변화에 미치는 영향에 대하여 평가하고자 한다. 피험자는 20대 여성 10명(나이 $21{\pm}1.3$년, 키 $160{\pm}2.1cm$, 무게 $52{\pm}4.6kg$)으로 구성되었다. 피험자들은 진동판 위에서 하이스쿼트(HS), 로우스쿼트(LS), 외다리 스쿼트(OS), 뒤꿈치 들고 하이 스쿼트(HU&HS)의 4가지 동작을 수행하였다. 근전도는 하지의 근육(대퇴직근, 외측광근, 중간광근, 내측광근)을 측정하였다. 진동자극은 10초 무자극, 10초 진동자극을 제공하였다. 그 결과 모든 운동 자세와 측정 부위에서 진동 자극을 제공하였을 때 근 활성이 유의하게 증가하는 경향을 보였다(HS +24.8%, LS +23.1%, OS +20.1%, HU&HS +17.9%). 또한 OS 자세는 LS자세나 HU&HS자세보다 근 활성이 유의하게 높은 증가를 보였으며, LS자세는 HU&HS보다 유의하게 높아지는 경향을 보였다.

• 디지털융복합연구
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• 제17권3호
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• pp.463-471
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• 2019

본 연구는 무릎 근력의 불균형이 백 스쿼트 시 인체 움직임의 제한 요인으로 작용하는지를 확인하는 것에 목적이 있다. 백 스쿼트 유경험자로 최근 2년간 부상이 없는 서울시 소재 S대학교 학생 8명을 연구 대상자로 선정하였다. Cybex 770으로 무릎관절의 등속성 근력을 측정한 후, 동측 주작용근과 대항근의 근력 불균형 정도와 좌 우 같은 근 군의 결손율에 따라 그룹을 나눈 후, 개인별 몸무게의 25%, 50%, 100%, 125%의 중량과 같은 바벨을 백 스쿼트로 들게 하였다. 무릎 굽힘 각도, 신체중심의 수직 변위, V-COP의 측정 구간 내 평균 위치로부터 매 순간 V-COP 까지의 거리 합 변인들에 대한 집단별 차이를 검증하기 위해 독립표본 T 검정을 실시하였다. 125%BW 조건에서 무릎관절 근력의 동측 불균형은 쭈그려 앉는 자세의 제한 요인으로, 좌 우측 폄 근력의 불균형은 평형성 유지의 제한 요인으로 작용하였다. 근력의 불균형이 인체 움직임의 제한 요인으로 작용할 수 있음을 확인하였으므로, 차후 임상에서는 근력 불균형에 대한 검사법과 함께 교정 및 재활 운동 방법 또한 발전시켜 나갈 필요가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3802-3807
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• 2010

경기력 향상을 위해 필요한 많은 체력 요소 중 스피드는 운동 동작의 효율성을 개선시키고 근력 및 근파워를 증가시킴으로써 향상될 수 있다. 스쿼트 운동은 하지 근파워 향상에 효과적이라고 잘 알려져 있지만 단거리 선수의 기록 향상을 위한 최적의 운동강도에 관한 연구는 아직도 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 일회성 스쿼트 운동의 효과를 검증하고 보다 객관적인 최적의 운동강도를 제시하고자 실시되었다. 연구대상자들은 육상 단거리 전국대회출전 경험이 있는 10명의 S고등학교 단거리 달리기 선수들이다. 총 5가지의 스쿼트 운동강도 (최대근력의 0%, 30%, 50%, 70%, 90%)를 설정하였으며, 다른 운동강도에서의 스쿼트 운동을 실시한 후 40m 달리기 기록을 측정하였으며 repeated-measures ANOVA를 이용하여 측정된 자료를 분석하였다. 본 연구결과 최대근력의 50% ($5.27{\pm}0.13$, p<0.0001) 및 70% ($5.26{\pm}0.15$, p<0.0001) 운동강도에서의 스쿼트 운동은 고등학교 남자 100m 달리기 선수들의 40m 달리기 기록을 향상시켰으며 특히 최대근력의 70%에서 40m 달리기 기록 가장 많이 단축되었다. 따라서 현장의 지도자 및 선수들은 본 연구결과를 참고로 하여 준비운동 후 스쿼트 운동을 실시하여 단거리 달리기 기록 향상을 기대할 수 있을 것이다.

• 한국정밀공학회지
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• 제32권4호
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• pp.377-386
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• 2015

Joint force/torque estimation by inverse dynamics is a traditional tool in biomechanical studies. Conventionally for this, kinematic data of human body is obtained by motion capture cameras, of which the bulkiness and occlusion problem make it hard to capture a broad range of movement. As an alternative, inertial motion sensing using cheap and small inertial sensors has been studied recently. In this research, the performance of inertial motion sensing especially to calculate inverse dynamics is studied. Kinematic data from inertial motion sensors is used to calculate ground reaction force (GRF), which is compared to the force plate readings (ground truth) and additionally to the estimation result from optical method. The GRF estimation result showed high correlation and low normalized RMSE(R=0.93, normalized RMSE<0.02 of body weight), which performed even better than conventional optical method. This result guarantees enough accuracy of inertial motion sensing to be used in inverse dynamics analysis.