[공개SW개발자대회][최종발표][S코치][발표자료][ver.02]

팀명: S brothers
프로그램명: S코치
: 인공지능 피트니스 퍼스널-트레이너
숭실대학교 SW특성화대학원
팀장: 조수현
김세한
송창석
S코치 로고

• 본 프로젝트는 디바이스 종류에 상관없이 기어S, 기어2 및 현재 최신 버전인 기어S2
에서 모두 같은 기능을 수행한다. 다만, 이전 기어 버전(기어S, 기어2)과 다르게 기
어S2(2015년 10월 2일 출시)는 디자인이 원형으로 완전히 변경 되었으므로 디자인
은 알아서 원형디자인에 맞게 변경되도록 로직을 설계하고 최적화 하였다. 또한 3
가지 삼성 갤럭시 기어 시리즈에 모두 설치하여 테스팅까지 완료 하였다.
• 학습된 분류기(알고리즘)의 unseen-data에 대한 실제 분류 성능은 93%이상의
Accuracy(정확도)를 보이고 있다.
Note.

목차
아이디어 배경1
S코치 기능소개 및 특장점2
기대효과4
개발언어 및 개발환경5
시스템 구성 및 아키텍처6
사용층을 확대하기 위한 향후 과제7
방법론: 알고리즘과 기법3

1. 아이디어 배경 - Summary
유산소 운동이 아니라
불필요한 터치를
제거하고
하나의 인터페이스로
다양한 종류의 운동을
근력운동 까지…
측정해서 사용 할 수 있는
헬스케어 앱이 없나?

1. 아이디어 배경 - Detail
기획의도
1. 유산소운동용 헬스 케어 앱 뿐이고, 웨이트-트레이닝(근력운동) 앱은 없다.
2. 헬스장 및 피트니스 센터의 Personal-Trainer(개인 트레이너)를 대체할 순 없을까?
3. 운동 중 사용자의 신체적 상황에 적합한 노래를 제공하여 사용자의 운동을 도울 수
있는 헬스 케어 앱을 만들 수는 없을까? ¹
4. 국내/외 다수의 기존 헬스 케어 앱(S헬스 포함)을 사용하다 보면 복잡한 버튼 기능과
레이아웃이 사용에 어려움을 느끼게 한다. 운동별로 나눠진 UI(페이지, 버튼, 리스트..)가
아닌, ‘단 하나의 버튼으로 다양한 운동을 측정할 수는 없을까?’ 라는 의문에서 출발하여
버튼 하나로 다양한 운동을 측정할 수 있는 앱을 만들고 싶었다. ²
5. 스마트워치는 여타 다른 스마트 디바이스와는 다르게 심리적으로나 물리적으로나 사용자
와 가장 친밀한 속성이 있으며, 다른 스마트 기기에서보다 센서 값들이 유용하게 쓰이
는 속성이 있다. 즉, 사용자의 상태를 가장 잘 알 수 있다는 결론에 이르렀다.
6. 앱이 사용자의 움직임을 알아서 실시간으로 판단 할 순 없을까?
1) 많은 논문과 연구에 따르면 음악의 유/무와 음악의 BPM과 심장박동수와의 긴밀한 연관성이 있다고 증명됨. 즉, 노래가 있는 상황에
서 사용자의 심장박동수를 측정했을 때 그에 비슷한 BPM의 노래를 들을 경우 운동 촉진 효과를 가져 올 수 있다고 함.
2) 인터페이스 기반 서비스: 하나의 인터페이스로 다양한 활용을 할 수 있는 서비스.
7. 유산소 운동 보다는 근력운동을 하여 다이어트(칼로리 소모)를 하면 같은 시간 혹은 노
력 대비 훨씬 더 고효율의 성과를 얻을 수 있다.

1) Machine Learning을 활용한, 스마트워치用*
웨이트-트레이닝 Personal-Trainer 어플리케이션.
 S코치란?
2. S코치 기능소개 및 특장점
*스마트워치: Tizen OS 기반의 삼성Gear시리즈
2) 3축-가속도센서, 3축-자이로스코프센서를 기반으로 사용자의
Motion을 실시간 트래킹, 스케줄링, 축적하여 ‘무슨 운동’을 ‘몇 회’
했는지, 그리고 ‘운동 별 칼로리 소모량’까지 어플리케이션이 스스로
알아서 판단하고 기록하여 관리 하며 촉진.
3) 사용자의 운동을 촉진 할 수 있도록 사용자가 운동을 시작한 후 심
장박동수를 예상하여, 기대되는 평균 심장박동수와 가장 비슷한
BPM(Beat Per Minute)에 해당되는 음악을 스스로 찾고 알아서 재생.
운동시간마다 적합한 음악을 추천 받아서 이어서 재생.
S코치 로고
기능 관점

‘S-코치’는 기존의 헬스 관련 어플 중에서 유일무이한 인터페이스기반 서비스이다.
오직 버튼 2가지(시작버튼 + 종료버튼)로 다양한 운동을 커버 할 수가 있어 사용자는
손쉽고 직관적으로 사용 할 수 있다.
한편, 사용자가 편리해진 만큼 백-앤드 서버에는 사전에 수집된 데이터로부터
학습된 Classifier(분류기)가 존재한다. 이 때, 학습에 이용되는 raw-data는
Preprocessing(전처리)과정을 통하여 생성된 Feature-Set을 이용하였다.
이러한 과정이 선행되었기 때문에, S코치의 학습된 서버는 마치 헬스장의 개인-트레
이너처럼 알아서 사용자의 운동종류를 판단, 운동 횟수 체크, 칼로리 소모량 계산까지
하여 사용자에게 제공하고, 서버DB에 기록하는 인공지능 Personal-Trainer이다.
 S코치란?
기술 관점

운동시작 전, 앱실행 앱종료 및 측정결과보기운동중
☆기능1: (한 개의 버튼으로) 다양한 운동종류, 운동횟수, 칼로리 소모량 알아서
판단  계산  기록.

삼성 스마트폰
~
S-코치는 사용자의 운동을 촉진 하기 위해서 운동중 기대되는 심장박동
수와 가장 비슷한 BPM(Beat Per Minute)에 해당되는 음악을 스스로 찾
고 알아서 재생한다. 운동시간이 지남에 따라 사용자의 운동을 돕는 적합
한 음악을 이어서 재생한다. 이를 통해 사용자의 운동을 촉진시킬 수 있
다.
☆ 기능2: 운동 시 사용자의 심박수에 적합한 BPM을 갖는 노래를 스스로 재생.
삼성 스마트 워치
연동
~~

2015년 현재 국내외 헬스장에서 유행 하는 ‘운동수업프로그램’을 일반화/자동화 한 기능
* 개인트레이너의 속성과 행위
(항상 옆에 붙어서)
- 운동량을 알아서 기록하고 기억 하였다가 그 데이터를 기반으로,
- 운동종류와 횟수를 말해 주고  미션 제안
- 미션에 대한 시간제한을 두어 단시간 운동 효율을 극대화한다.
- 적절한 타이밍에 휴식을 권한다.
- 운동에 보상 (칭찬 등)을 하여 사용자의 운동을 촉진한다.
- 사용자의 운동을 촉진하기위해 운동에 적합한 음악을 헬스장에서 튼다.
☆ 기능3: Cross-Fit(퀘스트)  3분 퀘스트  타임 어택 기반.
퀘스트 제공 운동을 코치 횟수 카운트 휴식 시간 알림

S-코치는 현재까지의 소모 칼로리를 직관적이고 재미있게 “음식 사진”으로 보여 준다.
추천 음식에는 2가지 종류가 있다. (당근과 채찍)
- 당근: 사람들이 운동 기간 중 제일 먹고 싶었던 음식.(숭실대학교 학생 대상 설문조사)
- 채찍: 운동기간에 먹으면 효과적이고 도움이 되는 음식.
사용자가 근력운동을 통해서 소모한 칼로리를 보고 싶을 때 이 기능을 이용 하면 된다.
*아래는 사용 시나리오의 한 예이다.
- S-코치: “당신은 오늘 현재까지 근력운동을 통해서 이정도 ! 칼로리를 소모 했어요”
- 사용자: “뭔가 먹고 싶은데 이정도 ? 음식은 먹어도 되나? ”
- S-코치: “네! 먹어도 됩니다. 그런데 말입니다! 근력운동이나 다이어트 할 때
이정도 ! 음식 섭취하면 매우 효과적일 겁니다.”
☆ 기능4: “이정도? 이정도!” 기능  근력운동 통한 다이어트

S코치 서버
1) S-코치는 매일 사용자에게 미션을 부여 한다.
2) 막연히 혼자 계획하여 번번히 운동에 실패하는 사용자들에게 마치 헬스장의
트레이너 처럼 운동을 유도한다.
3) 데일리-미션에 대한 달성률을 %(percentage)로 보여준다.
4) 하루치 미션들을 성공하면 사용자는 가넷(뱃지) 획득 할 수 있다.
5) 미션성공에 대한 보상(reward)를 주어 사용자가 가넷을 받기 위해 운동을
할 것이라고 예상했다.
☆ 기능5: WOD(Workout Of the Day)  그날 그날 미션  “Daily Mission”
제공
알아서 매일 갱신매일 할당량 제공 받음
feedback

1) 사용자 모르게 S코치가 기록하고 관리한 내용들을 보여주는 기능이다.
2) 이로써 사용자는 운동내역에 대한 정보를 한눈에 볼 수 있다.
3) UI방식은 날짜 별로 Sorting이 되어 있다. 최신 내역이 먼저 보인다.
4) ‘어떤운동, 몇회 하였는지’ / ‘전체 칼로리 소모량’ / ‘Daily 미션 성공률’ / ‘가넷(뱃지)’
을 확인 할 수 있다.
☆ 기능6: 날짜 별 운동 History  운동횟수/칼로리소모량/가넷(뱃지)/랭킹 확인!

2. S코치 소개 및 특징
:: Research Quarterly for Exercise and Sport;
Karageorghis, Costas I; Jones, Leighton; Priest,
David-Lee; Akers, Rose I; Clarke, Adam; Perry,
Jennif...
Jun 2011
:: 모션비트 음악을 이용한 리권운동이 성인여성의 체
력 및 기분에 미치는 영향;
조경숙; 김우원;
2009년 11월
:: 음악 연주속도와 목표심장박동수를 활용한 건강증
진 걷기 보행속도 제시 검증;
최윤호; 정다워; 임효진; 김보영; 박범진;
2012년 10월
:: The Psychophysical Effects of Music in
Sport and Exercise: A Review;
Costas I. Karageorghis & Peter C. Terry;
Mar 1997
관련 연구 및 논문

3. 방법론: 알고리즘과 기법

3. 방법론: 알고리즘과 기법
. . .
Machine Lerning을
위한 데이터

3. 기대효과
 현재 S헬스의 복잡한 기능을 단순화하여 사용자에게 간단하며, 직관적인 UI를
제공.(인터페이스 기반 서비스로 만들 수 있다.)
 유산소 운동 위주인 S헬스에 정적인 운동종류(웨이트트레이닝=근력운동)까지
기록/관리 할 수 있도록 추가.
 언제 어디서나 개인트레이너(Personal-Trainer)에게 코치 받듯이 사용자의
Fitness 운동을 도울 수 있음.
 S헬스에 적합한 노래를 재생하는 기능을 적용하여 사용자의 운동을 극대화.

4. 개발언어 및 개발환경
❍ 개발언어: Java, Python, Android, SQL, HTML5, javascript, jQuery, CSS
❍ 프레임워크: SQL-Alchemy, Flask
❍ Cloud Server: AmazonWebService
❍ Web Server: Nginx
❍ RDBMS: mariaDB
❍ IDE: Tizen-IDE, AndroidStudio, eclipse, PyCharm
❍ 개발환경 OS: window7
❍ 배포환경 OS: ubuntu14

5. 시스템 구성 및 아키텍처
 Server Infrastructure와 System Architecture, Summary

 Server Infrastructure, Detail

 System Architecture, Detail

6. 사용층을 확대하기 위한 향후 과제
 SNS와의 연동을 통한 운동-History 공유
 사용자의 운동시간을 체크하여 동일한 시간대에 운동할 수 있도록 알림 기능
 운동종류, 횟수, 칼로리 소모량 조회가 가능한 웹 브라우저용의 Dashboard 제공
 사용하면 사용할수록, Customizing된 앱을 사용자 별로 제공
 그룹과 그룹간의 대결모드 및 친구와의 기록 깨기 모드 등 게임적인 기능을 추가
 사용자들에게 올바른 자세로 운동할 수 있는 자세교정 추가
 사용자가 운동을 하면 변하는 아바타(게임 캐릭터) 기능 추가
 획득한 가넷을 게임머니로써 사용하게 하여 가넷에 대한 가치를 높힘

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