인공지능(AI)이 실시간으로 운동 자세를 분석하고 교정해주는 '개인 PT 코치' 기술이 개발됐다.
미국 드렉셀대학교와 미시간주립대학교 공동 연구팀은 3일(현지시간) AI와 컴퓨터 비전을 활용해 개인 맞춤형 운동 가이드를 제공하는 프로그램 '바이오코치(BioCoach)' 시제품을 공개했다. 이 연구 결과는 6월 열리는 국제전기전자공학회(IEEE) 주최 '컴퓨터 비전 및 패턴 인식 콘퍼런스'에서 발표될 예정이다.
바이오코치는 코로나19 팬데믹 기간 홈트레이닝 부상이 48% 급증한 문제에 착안해 개발됐다. 기존 피트니스 앱이 단순 격려나 일반적인 피드백을 제공하는 데 그쳤다면, 바이오코치는 전문 코치처럼 구체적인 자세 교정을 목표로 한다.
연구를 이끈 펑류 드렉셀대 교수는 "바이오코치의 목표는 신체 움직임에 근거한 시의적절하고 구체적인 단서를 제공하는 것"이라며 "지식 있는 코치가 제공하는 지도에 더 가깝다"고 설명했다.
이 기술은 3D 심층신경망(CNN)을 통해 영상 속 사용자의 외형과 움직임 패턴을 포착한다. 동시에 3D 골격 움직임과 신체 형태를 추정해 관절 각도, 가동 범위 등 생체역학적 데이터를 확보한다.
이를 통해 스쿼트 시 무릎과 고관절, 푸시업 시 어깨와 팔꿈치 등 각 운동에 가장 중요한 관절을 식별하고 정밀한 피드백을 제공한다. 예를 들어 "팔꿈치 굴곡을 90도까지 늘리세요"와 같이 구체적인 수치를 제시하고 그 이유까지 설명해준다.
연구팀이 바이오코치를 엔비디아, 매사추세츠공과대학(MIT) 등 글로벌 유수 기업 및 연구기관의 AI 프로그램과 비교 테스트한 결과, 바이오코치는 생체역학적 정확성과 해부학적 구체성 측면에서 더 뛰어난 성능을 보였다.
연구팀은 향후 관절에 가해지는 힘과 근육 활성화 패턴까지 분석하는 기능을 추가할 계획이다. 이를 통해 부상으로 이어질 수 있는 미세한 보상 동작까지 감지하는 것이 목표다.
펑 교수는 "이 기술은 인간 코치나 트레이너의 전문성을 보완하고 확장하는 운동 및 물리치료 앱을 지원할 수 있을 것"이라고 밝혔다.