호치민시 공과대학 학생들이 손 재활 게임을 선보이다

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이 비디오 게임은 인공지능을 이용해 손짓을 인식하고 해당 부위의 재활을 지원하는 방식으로 학생 그룹이 개발했습니다.

호치민시 기술대학교 컴퓨터 과학과 연구 그룹(BK Hand Rehab)은 2022년 8월부터 비디오 게임용 손 동작 인식 시스템 구축에 착수했습니다. 이 그룹은 손 기능 회복 및 치료에 도움이 되는 시스템을 점차적으로 컴퓨터 게임으로 업그레이드했습니다.

연구팀의 멤버인 보 응옥 상(Vo Ngoc Sang)은 BK Hand Rehab의 게임은 손목, 손, 손가락의 재활을 지원하는 데 중점을 두고 개발되고 있다고 말했습니다.

이 게임은 컴퓨터와 리프 모션 컨트롤러 센서 장치를 통해 설계 및 운영됩니다. 처음에는 플레이어가 각 게임의 지시에 따라 손 동작을 수행해야 합니다. 센서는 손의 특정 지점 위치에 대한 정보를 수신하고 인식할 수 있습니다. 이를 통해 팀은 인공지능(AI) 알고리즘을 사용하여 해당 손 모양과 동작을 생성하고, 이를 통해 게임 내 동작을 구현합니다.

학생들이 손 기능 회복을 위한 비디오 게임을 디자인하다 — 이 게임은 사용자의 유연한 손 반사신경을 발달시키는 데 도움이 됩니다. 영상 : *연구팀*

이 게임 시스템은 레벨별로 계층 구조로 설계되어, 각 게임마다 쉬운 레벨부터 어려운 레벨까지 경험하게 되며, 더욱 도전적인 경험을 선사합니다. 이 게임은 노인, 장애인, 또는 물리 치료 단계에 있는 손 부상 환자 등 다양한 연령대의 사용자에게 적합합니다. 손 동작 인식 기능을 통해 게임과 상호 작용하여 물리 치료를 받는 환자들이 편안하게 연습하고 휴식을 취할 수 있도록 도와줍니다.

일반적으로 손 기능 회복이 필요한 환자는 간단한 기계 운동을 하거나 간호사나 의사의 도움을 받습니다. 하지만 이 팀의 솔루션은 비디오 게임을 기반으로 하여 회복 과정을 더욱 흥미롭고 지루하지 않게 만들어 줍니다.

현재 BK Hand Rehab에서는 3가지 기본 게임을 제공합니다. 플레이어는 정적인 게임(모양과 색상을 선택하는 게임) 또는 동적인 게임(물체를 움직여 떨어지는 물건을 잡거나 장애물을 피하는 게임)을 통해 연습할 수 있습니다.

이 게임은 아이디어 구상, 디자인, 개선, 테스트, 배포의 5단계 프로세스를 거쳐 개발됩니다. 각 게임에 사용되는 손동작은 하버드 대학교와 스코틀랜드 정부 산하 국민 건강 보험공단 등 명망 있는 기관의 연구 결과를 참고합니다.

게임을 통해 연습하려면 물구나무서기, 컴퓨터, 그리고 리프 모션 컨트롤러 센서가 필요합니다. 사용자는 게임 장르에 따라 특정 동작을 안내받으며, 상황에 따라 해당 맥락과 상호 작용하기 위해 어떤 동작을 수행할지 결정합니다.

사용자들이 게임을 실제로 경험하고 있다. 사진: 연구팀 — 사용자들이 게임을 실제로 경험하고 있다. 사진: *연구팀*

일부 사용자는 이 제품을 체험하면서 게임 형태의 운동이 간편하고, 편안하며, 설치 및 사용이 간편하다고 느꼈습니다. 연구팀은 손 동작 인식과 더 어려운 동작의 정확도를 높이기 위한 다른 방법을 연구할 계획입니다. 동시에, 사용자 경험을 향상시키기 위해 게임의 그래픽과 메커니즘을 개선해야 합니다.

호치민시 기술대학교(VNU-HCM) 컴퓨터 과학 및 공학부 부학장인 Quan Thanh Tho 박사 겸 조교수는 BK Hand Rehab이 즐거운 회복 경험을 제공하고, 지루함을 줄이며, 비용을 절감하고 환자가 병원에 갈 필요가 없어 기존 손 치료 방법에 비해 탁월한 솔루션을 제공한다고 평가했습니다.

토 부교수는 이 프로젝트가 큰 잠재력을 가지고 있다고 말했지만, 비디오 게임을 활용한 손 재활 지원은 새로운 아이디어가 아니며, 이전 여러 연구에서 이미 언급되고 구현된 바 있다고 덧붙였습니다. 그러나 이전 연구들은 여전히 많은 한계를 안고 있습니다. 예를 들어, 게임에 부적절한 동작을 선택하거나 손 동작 인식 단계가 기대했던 정확도와 속도에 미치지 못하는 등입니다. 그는 "BK Hand Rehab은 이전 연구들이 직면했던 많은 문제를 해결했습니다."라고 말했습니다.

그는 또한 실제 사용자 피드백을 통해 게임을 환자에 맞게 조정해야 한다고 덧붙였습니다. 둘째, 팀은 물리치료사로부터 솔루션의 효과에 대한 검증을 받아야 합니다. "이러한 부분들이 개선되어야 합니다."라고 그는 말하며, 컴퓨터공학과와 협력하여 팀이 의료센터 및 정형외과 병원과 연계하여 필요한 연구를 수행할 수 있도록 지원하고 있다고 덧붙였습니다.

손 재활 프로젝트는 최근 비영리 단체인 SonTa Foundation이 주관한 2023년 지역 사회 이니셔티브 대회에서 1등을 차지했습니다.