▲근골격 가상 시뮬레이션.[사진제공=미래부]

국내 연구팀 개발, 가상 수술시스템에도 사용 가능

[아시아경제 정종오 기자] 컴퓨터 시뮬레이션으로 근골격 움직임을 세밀하게 재현하는 기술에 개발됐다. 국내 연구팀이 컴퓨터 시뮬레이션으로 사람이 보행하는 움직임을 가상으로 정밀하게 재현했다. 보행에 중요한 근육이 모두 포함된 사람의 근골격 모델을 바탕으로 한 것이다. 정형외과 수술결과 예측과 가상수술 시스템 등 인체 근육의 움직임에 대한 재현이 필요한 분야에 응용될 수 있다.

사람이 두 발로 균형을 잡으며 움직이는 원리에 대해 많은 연구가 이뤄지고 있다. 인체의 근골격 모델을 사용해 보행을 제어하려는 연구는 비교적 최근에 본격화됐다. 이런 연구 조차 10여개의 근육을 사용한 단순화된 모델의 보행에 대해서만 시뮬레이션이 가능했다.

연구팀은 실제 사람의 보행을 분석한 데이터를 중심으로 보행에 중요하게 관여하는 근육 100여개를 갖는 모델을 사용, 주어진 동작 데이터를 온라인으로 물리적으로 재현하는 제어기술을 만든 것이다. 이 제어기술을 적용하면 입력하는 데이터를 바꾸는 것으로 걷기, 뛰기 등 다양한 보행동작을 비교적 자연스럽게 표현할 수 있다. 인체의 움직임에 대한 재현이 필요한 분야에 다양하게 응용될 수 있다.

각 근육의 특성 값을 조절함으로써 근육이 이탈된 경우나 통증으로 불편한 경우 발이 땅에 부딪힐 때 충격을 최소화할 필요가 있는 경우 등 보행에 불편을 겪는 다양한 상황에 대해 재현할 수 있다는 것이다.

이번 연구는 서울대 컴퓨터공학부의 이제희 교수 연구팀 이윤상 박사(현 삼성전자 소프트웨어 센터 책임연구원, 제1저자), 한양대 컴퓨터공학부 권태수 교수 연구팀, 분당서울대병원 박문석 교수 연구팀 등이 공동으로 수행했다. 컴퓨터 그래픽스 분야 학술지 ACM Transactions on Graphics 11월19일자(논문명: Locomotion Control for Many-Muscle Humanoids)에 실렸다.

이 교수는 "이번에 개발된 제어 알고리즘은 보행에 어려움을 겪는 환자의 수술 후 보행 예측에 사용할 수 있다"며 "또 새로운 수술법 발굴을 위한 가상수술 시스템을 구축하는 기반이 될 수 있을 것"이라고 설명했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr

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