Spinal disorder that is common for modern people who sit in front of desk in long time needs much ef-fort and money to be treated. It is very important to prevent spinal disorder, and a system that supports to maintain good posture by observing posture continuously is necessary. However, new type of posture measur-ing system should be developed because existing type of posture measuring system is not good for ease to use and stability. In this study, we focused on that motion requires force and tried to observe the motion of upper body by measuring force and moment on desk and chair.
The purpose of this research is to make a method that can be used to detect postures that apply signifi-cantly large loads to the spine by estimating upper body motion from force and moment on desk and chair. Six healthy male subjects repeatedly tilted their upper body back and forth mimicking natural working posture for 100 seconds. To observe the force difference between straight and bent postures, the experiment was done under two postural condition, and motion and force were observed by optical cameras and force plates during the experiment.
From the results, we found that mass of upper body, length of trunk, moment from floor and force from desk are dominating for estimation of trunk angle among various factors. It can observe changes of up-per body precisely with correction to error from difference between physical characteristics of users. For those who mainly support their body weight with their forearms when seated, it was possible to distinguish their trunk posture using the ground reaction force. It has limit to estimate motion of other body parts, but it can estimate motion of trunk with few force sensors and no discomfort. It seems to be possible that observing more information of motion with additional measurement or assumption.
책상 앞에 앉아 있는 시간이 긴 현대인들이 흔하게 앓는 척추 질환은, 그 흔함에 비해 치료에 드는 수고와 돈이 많이 드는 질환이다. 때문에 예방이 중요하며, 지속적인 자세 관찰을 통해 바른 자세의 유지를 돕는 시스템이 필요하다. 하지만 기존의 자세 측정 시스템은 사용의 편의성 및 안정성 등으로 인한 단점이 있어, 새로운 방식의 자세 측정 시스템을 고안할 필요가 있다. 본 연구에서는 물체의 움직임은 반드시 힘을 필요로 한다는 점에 주목, 의자 및 책상에서의 반력을 통해 사용자의 상반신의 움직임을 관측하고자 하였다.
본 연구의 목표는 책상 및 지면에서의 반력을 이용해 상체의 움직임을 도출하여 척추에 큰 하중이 가해지는 자세를 파악하는 방법을 수립하는 것이다. 총 6명의 건강한 남성 피험자들이 책상 앞에 앉아 일상 업무를 수행하는 동작을 묘사하며 100초간 상체를 숙였다 세웠다 반복하였다. 자세간 차이를 파악하기 위해 상체를 꼿꼿이 편 자세와 구부린 자세 두 가지 조건 하에서 실험을 진행하였으며, 그 동안 광학 카메라와 힘판을 이용해 모션과 반력을 측정하였다.
연구 결과, 상체각을 유추하는 데 많은 요인들이 영향을 미치지만 그 중에서도 상반신의 질량, 상체의 길이, 지면에서의 모멘트와 책상에서의 반력이 지배적인 영향을 미치는 것을 확인하였다. 사람 간 신체적 특성 차이로 인한 오차를 조정 과정을 통해 바로 잡는다면 상체각의 변화를 충분히 민감하게 잡아낼 수 있음을 확인하였다. 또한 상체의 무게를 지지하는데 팔에 많이 의존하는 사람의 경우 지면 반력의 증가 경향으로부터 상체를 구부리는 자세를 판별할 수 있었다. 측정 인자가 적어 그 외 다른 관절들의 움직임은 유추할 수 없는 점이 한계이나, 몇 개의 힘 센서만을 책상 및 의자에 설치함으로써 큰 제약 없이 사용자의 상체 자체를 측정할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 추가적인 측정이나 가정의 도입, 또는 다른 시스템과의 연계를 통해 보다 많고 세세한 운동정보를 얻는 것도 가능할 것으로 보인다.
