호치민시 기술대학 학생들이 손 재활 게임을 하다

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

호치민시 기술대학교 컴퓨터공학과 연구 그룹(BK Hand Rehab)은 2022년 8월부터 비디오 게임용 손 동작 인식 시스템 구축에 착수했습니다. 연구팀은 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 Leap Motion 컨트롤러 센서 장치를 통해 설계되고 작동됩니다. 처음에 플레이어는 각 게임의 지시에 따라 손짓을 해야 합니다. 센서는 손의 특정 지점 위치에 대한 정보를 수신하고 인식할 수 있습니다. 이를 통해 팀은 인공지능(AI) 알고리즘을 사용하여 해당 손 모양과 제스처를 생성하고 게임 내 동작을 만들었습니다.

학생들이 손 기능 회복을 위한 비디오 게임을 디자인하다 — 이 게임은 사용자에게 유연한 손 반사 신경을 키우는 데 도움이 됩니다. 영상: *연구팀*

게임 시스템은 레벨별로 계층적 구조로 설계되어 있어, 각 게임에서 플레이어는 쉬운 레벨부터 어려운 레벨까지 경험하게 되며, 이로 인해 더욱 도전적인 경험을 하게 됩니다. 이 게임은 노인, 장애인 또는 물리 치료 단계에 있는 손 부상자 등 다양한 계층에게 적합합니다. 게임과 상호작용하기 위한 손동작 인식 기능 덕분에 물리 치료를 받는 환자는 연습하고 휴식을 취하며 편안함을 느낄 수 있습니다.

일반적으로 손 재활이 필요한 환자는 간단한 기계적 운동을 연습하거나 간호사나 의사의 도움을 받습니다. 이 팀의 솔루션은 비디오 게임을 기반으로 하며, 회복 과정을 덜 지루하고 재미있게 만들어줍니다.

BK Hand Rehab은 현재 3가지 기본 게임을 제공하고 있습니다. 플레이어는 정적 게임(모양과 색상 선택)이나 동적 게임(물체를 움직여 떨어지는 아이템을 받거나 조종하여 장애물을 피하는 게임)을 통해 연습할 수 있습니다.

게임은 팀에서 아이디어, 디자인, 완성, 테스트, 배포의 5단계 프로세스를 거쳐 개발됩니다. 각 게임에 선택된 손짓을 위해 연구팀은 하버드 대학과 스코틀랜드 정부의 국립 건강 서비스 등 평판 있는 기관의 연구 결과를 참고했습니다.

게임을 통해 연습하려면 사용자에게 핸드 스탠드, 컴퓨터, Leap Motion 컨트롤러 센서가 필요합니다. 사용자는 게임 장르에 따라 특정한 동작을 안내받고, 상황에 따라 해당 맥락과 상호 작용하기 위해 어떤 동작을 수행할지 결정합니다.

사용자는 실제로 게임을 경험합니다. 사진: 연구팀 — 사용자는 실제로 게임을 경험합니다. 사진: *연구팀*

일부 사용자는 이 제품을 경험하고, 운동은 간소화된 게임 형태로 제공되며, 편안하고, 설치 및 사용이 쉽다고 느낍니다. 연구팀은 손짓이나 더 어려운 동작을 인식할 때 정확도를 높이기 위한 다른 방법을 연구할 계획이다. 동시에, 게임의 그래픽과 메커니즘을 개선하여 사용자 경험을 향상시켜야 합니다.

조교수 호치민시 기술대학교(VNU-HCM) 컴퓨터 과학 및 공학부 부교장인 Quan Thanh Tho 박사는 BK Hand Rehab이 흥미로운 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 엄청난 잠재력을 가지고 있지만, 비디오 게임을 이용해 손 재활을 지원하는 것은 새로운 아이디어가 아니며, 이전 연구에서도 언급되고 실현된 바 있다고 말했습니다. 하지만 기존 연구들은 여전히 게임에 적합하지 않은 동작을 선택하는 등의 많은 한계점을 가지고 있으며, 손동작 인식 단계가 기대하는 정확도와 속도에 도달하지 못했습니다. 그는 "BK 핸드 리햅은 이전 연구에서 발생했던 많은 문제를 해결했다"고 말했다.

그는 또한 사용자들의 실제 피드백을 통해 게임을 환자에게 맞게 조정해야 한다고 덧붙였다. 두 번째로, 팀은 물리치료 전문가로부터 솔루션의 효과에 대한 인정을 받아야 했습니다. 그는 "완료해야 할 사항은 바로 이것입니다."라고 말하며, 컴퓨터 과학 및 공학과와 협력하여 팀이 의료 센터와 정형외과 병원과 협력하여 필요한 연구를 수행할 수 있도록 지원하고 있다고 덧붙였다.

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