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기계공학과 구승범 교수 연구팀, 제30회 국제생체역학회(ISB) 학술대회 Clinical Biomechanics Award 수상
기계공학과 구승범 교수 연구팀이 지난 7월 스웨덴 스톡홀름에서 개최된 제30회 국제생체역학회(International Society of Biomechanics, ISB) 학술대회에서 Clinical Biomechanics Award를 수상했다. 제1 저자인 박사과정 오정석 군이 Plenary 강연을 했다. 본 연구는 삼성서울병원 정형외과 왕준호 교수 연구팀과의 공동 연구로 수행됐다.
이번 연구에서는 정상 성인 10명과 전방십자인대(ACL) 파열 후 전외측인대(ALL)를 포함한 재건술을 받은 환자 10명을 대상으로, 고속 이중 평면 엑스선 영상과 3차원 관절 운동 분석을 통해 보행 시 무릎 관절의 운동을 정밀하게 측정하였다. 분석 결과, 환자군에서는 정상군에 비해 과도한 전방 이동 및 내측 회전 운동이 나타났으며, 이는 수술 이후에도 정상적인 관절 접촉 운동이 완전히 회복되지 않았음을 시사한다. 이러한 결과는 해당 환자군에서 빈번히 보고되는 조기 슬관절 골관절염의 발생 메커니즘을 설명할 수 있는 중요한 근거를 제시한 것이다.
국제생체역학회는 2년마다 개최되며, 60년 이상의 역사를 지닌 생체역학 분야 세계 최대 규모의 학술대회다. 이번 제30회 대회에는 전 세계 46개국에서 약 1,600명의 연구자가 참가했고, 총 1,400여 편의 연구가 발표됐다. Clinical Biomechanics Award는 제출된 초록 중 상위 평가를 받은 5편에 대해 전체 논문 제출을 요청한 후, 학문적 우수성과 임상적 영향력을 기준으로 심사하여 최종 1편에 수여되는 영예로운 상이다. 수상 논문은 Clinical Biomechanics 저널에 게재되며, 수상자에게는 상금과 함께 학회 기간 중 Plenary 강연 기회가 제공된다.
구승범 교수팀과 왕준호 교수팀은 2019년부터 2023년까지 삼성미래기술육성사업의 지원을 받아, 트레드밀 위를 걷는 환자의 무릎 관절을 실시간으로 추적하고 고속 이중 평면 엑스선 영상을 연속 촬영할 수 있는 시스템을 공동 개발했다. 이 시스템은 관절의 3차원 운동을 정밀하게 재구성하는 자체 소프트웨어와 함께 식품의약품안전처의 임상시험 승인을 거쳐 삼성서울병원에 설치되었으며, 슬관절 인대 손상 및 수술 환자들의 비정상적 관절 운동 양상을 정량적으로 분석하는 데 활용되고 있다.
또한, 본 연구의 제1저자인 박사과정 오정석 군은 본 학술대회에서 David Winter Young Investigator Award의 최종 후보자(Finalist) 5인 중 한 명으로 선정돼, 해당 어워드 세션에서 발표를 진행했다. 본 상은 젊은 연구자들의 연구 역량을 격려하고 생체역학 분야의 미래를 이끌 인재를 발굴하기 위해 제정된 것으로, 세계 각국에서 선발된 우수한 박사과정 학생들이 치열한 경쟁을 펼치는 명예로운 무대다.
2025.08.07 조회수 3039 -
기계공학과 구승범 교수팀, NeurIPS 2024 MyoChallenge 대회 보행 부문 우승
우리 대학 기계공학과 구승범 교수 연구팀(박건우 박사과정, 신범수 박사과정, 박종현 박사과정)은 2024년 12월 캐나다 밴쿠버에서 열린 NeurIPS 학회의 경쟁 대회 중 하나인 MyoChallenge 대회에 참가하여, 15개국에서 54팀이 참여한 가운데, 보행 운동 부문 1위를 차지하였다. 이 대회는 Google Deepmind, Google Cloud와 Össur가 후원하였다.
이 대회에서는 인체의 신경근육제어 원리를 연구하기 위한 다물체 동역학 기반의 인체 근골격 시뮬레이션 환경이 제시되었다. 자체 알고리즘으로 작동하는 의족/의수 (Prosthetic limb)가 결합된 인체 모델이 일상 생활 동작(상지 운동, 보행 운동)을 할 수 있도록 인체 근육 제어기를 학습하고, 그 성능을 경쟁하였다. 보행 운동 부문에서는 의족을 장착한 인체 모델이 주어진 트랙(평지, 거친길, 언덕, 계단)에 맞춰 보행할 수 있도록 인체 제어기를 학습하고, 그 안정성과 속도를 평가하였다.
하지에 54개 근육과 오른 다리 의족이 장착된 인체 모델의 근육 활성도를 제어하여, 지면이 고르지 않은 5m x 120m 경기장에서 넘어지지 않고 앞으로 나아가는 경기가 진행되었다. 구승범 교수 연구팀은 심층강화학습 기술과 인체 운동 데이터 기반 동작 생성 기술을 적용하여, 실제 사람이 근육을 제어하여 운동하는 모습을 모방할 수 있는 고성능 인체 운동 제어기를 학습하였다. 특히, 올해는 연구실에서 자체 구축한 120명의 평지, 계단 및 경사로 보행 동작 데이터셋을 사용해서, 인체 모델이 계단 및 경사로 지형에서도 안정적으로 보행할 수 있도록 학습하였다.
이 기술은 인체의 신경운동제어를 모방하여 다양한 상황에서의 보행 동작을 생성할 수 있다. 또한 이번 대회와 같이 인체에 착용하는 보조 장비와 상호 작용 시뮬레이션이 가능하여, 장비/기구의 개발 및 성능 개선에 사용 가능하다.
이번 대회에는 과학기술정보통신부(IITP ETRI 연구개발지원사업, 연구재단 미래유망융합기술파이오니어사업, 연구재단 중견연구자지원사업)의 지원을 받아 참여하였다.
2024.12.24 조회수 8230