文摘

这项研究解释了案例研究开发metaverse-based培训系统管理青少年的身体健康。这项研究有针对性的开发一个智能mirror-based AR身体健康系统和骨骼年龄的身体健康管理服务来增强运动能力的青年。因此,数据对青少年的骨龄,体力,体格也收集。根据收集到的数据,在青年阶段的人类发展分类,和锻炼身体健康管理系统提供定制的身体发育阶段的实施。此外,解决方案是设计了这青年少体育锻炼经验可以练习体能训练没有教练使用智能mirror-based AR身体健康系统。该系统使用一个RGB-D相机和三维姿态估计算法识别用户的动作,确定运动精度,提高锻炼效果并提供反馈。XR身体健康,使用智能镜子在本文中实现的,具有两个特性metaverse的增强现实和生活实录,使年轻人更身临其境的享受和愉快的运动体验。

1。介绍

青春是一个重要的时间在身体发育和心理成熟的过程1]。然而,最近,儿童肥胖问题已成为一个重要的社会问题。肥胖儿童更有可能继续并导致成人肥胖。此外,肥胖儿童体验社会和精神压力,由于异常体形状的形成。医疗青春的另一个问题是他们的体力下降。随着饮食水平的提高,儿童的营养状况也得到了提高,和增加他们的体格,但是他们的体力下降。肥胖和体力下降,造成的精神压力和缺乏体力活动增加,导致各种疾病的孩子。因此,有必要分析根据年龄和身体是否适当增长管理它正确2]。这些情况下显示的重要性,研究青年的体力改善和卫生保健项目。

尤其是COVID-19大流行已经困惑世界自从2020年和改变我们的日常生活。有限的室内活动,如远程办公和网上课程,迅速减少的数量我们的日常活动导致健康危机和福祉。一个新的词如“quarantine-15”,儿童和医疗也变得更加困难。COVID-19迫使大多数户外活动停止一样,许多人猝灭他们对运动的渴望与各种应用,如可穿戴设备,YouTube和家庭训练。环适合冒险,任天堂发布的,这些人已经成为一个优秀的解决方案。“Exergames”像戒指适合冒险让所有年龄段的男性和女性运动在一个有限的空间。甚至父母通常都担心他们的孩子会太专注于游戏是愿意购买游戏,享受和孩子锻炼,缓解抑郁,和挫折缺乏面对面活动,保持身体的健康。

范式的变化在现实世界和虚拟现实的融合,称为metaverse,已经很明显的在韩国社会的各点,如文化、教育和娱乐。截至2022年,世界已经开始考虑如何享受一个健康的“第三种生活”metaverse post-corona时期COVID-19以外的大流行。“第三生活”是一种现象,虚拟空间有机地连接到现实世界中来激活人类感官和最大化的经历(3]。metaverse的世界已经开始成为现实在我们的日常生活中,可以享受各种各样的体育活动没有见到朋友本人,看现实的游戏,而不必去体育场。换句话说,我们现在必须适应一个新的“第三生活”的真实和虚拟空间交互通过物理“生命第一”和一个虚构的“第二人生”虚拟空间。

本研究旨在开发一个metaverse-based身体健康服务和管理系统有效的青年运动能力发展。最是一个因素,我们集中在为孩子准备一个计划来执行锻炼计划没有运动鞋non-face-to-face环境中管理。我们的结论可以概括为两个方面:增强现实技术和metaverse技术的必要性。通过收集研究建立了理论背景扩展现实技术和metaverse XR健身和体育领域的技术。在此基础上,一个聪明mirror-based AR体能系统开发。

2。青年运动增强系统设计

2.1。青少年的身体健康管理的重要性

青春期是一个重要的时候,生理和心理变化最作为人类发展的一部分,所以各种健康稳定身体发育所需的研究。特别是,孩子应该区别对待体育和福利服务的成年人相比,有许多个体差异发展速度和模式(4,5]。因此,研究和实现卫生保健服务和系统有效地提供适当的身体活动服务,孩子们需要的。

我们计划一个综合管理系统对身体健康青年如图1。特别是,我们已经开发出一种策略,着重于骨龄。因为孩子在发育过程中显示卓越的运动性能基于他们的体重和身高,比那些不成熟的小孩(6]。这些结果表明,青少年卫生保健应该专注于骨龄而不是实足年龄(7]。换句话说,从骨龄有个体差异,衡量生物成熟和实足年龄,当前的运动性能评估基于实足年龄不适合年轻人发展增长缓慢(8]。

因此,本研究项目建立了一个新的韩国发展阶段指数通过测量骨龄和幼儿的能力进行练习,并在此基础上,我们进行了聚类获得每个幼儿发展阶段的特点。此外,管理系统是提高运动性能的能力开发适合每个集群的特点。

2.2。骨骼年龄对青少年身体健康管理系统

骨骼年龄的青少年身体健康管理系统分为四个阶段:(1)分类数据测量和开发阶段,(2)聚类分析和特性推导,(3)健身计划发展,和(4)管理系统开发。

2.2.1。骨测量人类发展的不同阶段

为了发展体能根据骨龄标准指标,我们进行了数据测量共有2931人(1469男性和1462女性)2019年10月至2022年2月。年龄分布,有361人年龄在6到7,7日,有529人年龄在8到9,10到11岁的有783人,931人年龄在12到13岁,有327人年龄在14到16岁。测量项目是骨龄,身体健康,体质数据。骨龄而言,我们使用了TW3法测量骨骼成熟后用x射线检查左手和手腕的参与者来衡量9]。对于体质,我们使用inbody设备测量身高和体重。衡量身体健康,我们总共7体能指标:测量肌肉力量(手握力),平衡(低音棒测试),敏捷(板攻),权力(立定跳远),灵活性(坐下来达到),肌肉耐力(仰卧起坐),和心血管耐力(净重联合国)。人类发展的各个阶段之后,根据骨龄分类基于测量数据。发展阶段分为五个阶段(幼儿、童年中期儿童晚期,早期的青春期,青春期和中等)后,研究通过分析现有专家建议的理论,皮亚杰等Kephart, Stratz [10- - - - - -12]。

我们的目标集群组的分析结果(11-13-year-old)研究小组表明,有一个显著差异在男性身体健康类的肌肉力量,力量,肌肉耐力和心血管耐力,在女性在肌肉力量,平衡,敏捷,力量,灵活性,肌肉耐力和心血管耐力(6]。表1比较了身体健康测量骨龄11岁和11岁的实足年龄。在这里,一个男人而言,骨龄的价值高于实足年龄在五类(肌肉力量、敏捷、力量、肌肉耐力和心血管耐力),显示出统计上的显著差异。就女性而言,骨龄的价值高于实足年龄在六大类(肌肉力量、敏捷、力量、灵活性、肌肉耐力,和心血管耐力),显示显著差异(6]。证实有清楚区别运动能力的评价基于实足年龄和运动能力的评价基于骨龄。

2.2.2。通过大数据聚类分析和特性推导分析

这一步的关键因素表明,推荐个性化的运动提取使用收集到的数据通过上一步的体质和身体健康测量(表2)。k - means聚类识别的数据特征进行测量的目标和获得团体之间的特征。尽管集群计划数量的增加K在未来= 5,进行聚类K= 3获得有意义的特性尚未积累足够的数据。最后,这些数据通过三个过滤器再次集群分成三组(性别、骨骼年龄阶段的人类发展和身体健康测量值)。

聚类结果表示为图(数字2和3)使它容易掌握的特点相同的物理能力组和组之间的异质性。数据聚类分析后,再次分类。这个过程检查当前骨成熟度通过比较个体的实足年龄和骨龄。骨骼成熟度划分为三个阶段(成熟、正常和成熟)。骨成熟度分类是了解幼儿的成长和发展。特别是,我们感兴趣的一群不成熟的孩子。骨龄低于实足年龄,他们的风险指引执行过度练习相比,他们的能力,因为他们的实足年龄较高。因为过度运动可能影响骨骼生长和发育,因为他们的不成熟,这些年轻的孩子应该设定运动性能目标更仔细地按自己的能力。

因此,大数据分析程序推荐的类型、强度、时间和方法的锻炼项目适合个人分析的基础上的特点和骨骼成熟度通过集群以及身体健康体质和身体健康数据。然后,观察幼儿的个人身体健康领域更紧密地和火车推荐的运动项目。

2.2.3。健身的发展

我们建造了一个共有20 youth-tailored锻炼项目,5是新开发的锻炼计划考虑到人类发展的每个阶段的主要特征(表3)。运动分析的有效性和可靠性草案通过初步研究和开发邀请外部专家(教授、体育教师和青少年体育中心讲师)开发最终草案通过专家会议。最后,开发锻炼计划应用于上述大数据分析程序。根据数据分析结果,生成一个锻炼计划,适用于个人和推荐给用户。

2.3。系统设计和原型

用户服务和管理项目开发一个系统,考虑个人的骨龄,体力和体格测量数据。这个系统配置如图4。用户可以选择和使用应用程序和web服务根据他们的目标。青年用户可以检查考勤,推荐的运动项目,和身体健康通过应用程序(数据测量结果5和6)。教练使用应用程序和web服务的情况。首先,教练检查青年考勤使用应用程序在运动领域,检查每个青年的定制推荐的运动项目,并教他们是否正确执行。

web服务是轻松地管理所有青年成员开发的,锻炼管理和锻炼建议管理(数据7和8)。应用程序有一个小屏幕,很难比较每个成员之间的信息和掌握多的数据。此外,定制的推荐的练习结果可以检查程序,从教练的位置确定,和修改。

3所示。开发Metaverse-Based青年运动系统

3.1。青春需要Metaverse-Based身体健康服务

COVID-19大流行之前,健身项目和服务扩展现实和XR技术如智能镜子、虚拟现实和基于“增大化现实”技术的眼镜有时也被释放了。然而,COVID-19流行带来了锻炼需要更加突出,开始出现也更具竞争力。扩展的现实运动项目可能被视为取代面对面的锻炼活动一段时间只由于COVID-19情况。然而,在现实中,他们可以收集和分析大量有价值的数据提高锻炼效果,如定制的运动或姿势反馈内容。它也有可能提供一种进化的运动体验,不能从现有的锻炼方法。然而,质量问题等内容不足,不准确的反馈,和不正确的技术继续指出,许多这些项目往往忽略后短暂的吸引用户注意力的早期版本。因此,如果即将扩展现实锻炼计划不能解决目前的问题,无论多么良好的应用技术,它将不能满足用户需求的参与运动和锻炼的满意度。增强现实功能可见性可以成为一个伟大的方式来解决可能出现的质量问题在混合现实的运动项目。增强现实功能可见性是一个概念组成的混合技术,虚拟物体在真实空间互动(13),一个名为行为的给养感应是一种本质属性,导致一个动作在用户(14]。换句话说,这可以被理解为一种方法诱导行为的自然的学习过程在用户使用增强现实。如果这个增强现实功能可见性应用于运动性能,它被认为是一个有效的工具来补充或替换现有的学习方法(15]。

此外,运动项目和服务不断扩展现实成人主要发达,所以孩子没有的主要目标。然而,现代青年一代生活的现实世界通过各种数字技术。在未来社会中,现实世界和虚拟世界是紧密相连的。因此,它成为人类共同的相互作用和影响的虚拟世界,在现实世界中他们的经验。出于这个原因,在未来的教育环境中,需要教育内容,未来发展能力来理解新的元数据和自由进行社会和经济活动和世界上各种实践活动。教学的能力独立生活而积极应对数字技术和metaverse新的扩展现实为未来的教育将是一个重要的任务。这使我们有必要积极研究和实现未来的教育。锻炼活动大多是metaverse环境中难以处理。然而,metaverse-based培训平台需要扩展的边界有限的经验在虚拟世界中直接影响真实用户的体验。

3.2。理解Metaverse

当马克·扎克伯格改名为公司元2021年,许多人开始探索Metaverse是什么(16]。然而,各种类型的metaverse已经出现在各个领域。除了为元数据,如虚拟现实技术的发展,基于“增大化现实”技术,以及各种物联网设备,各种研究内容和服务计划,讲故事,生产和设计,正在进行浸泡,和现实。

美国未来加速研究基金会(ASF)“metaverse”定义为“一个复杂的概念,一个几乎融合增强的物理现实和身体永久虚拟空间(17]。“因此,metaverse不仅仅是一个3 d空间空间,虚拟空间和现实积极互动,可以理解。为了体现metaverse的概念,metaverse路线图分为两个轴,并提供四个关键元素(图9)。纵轴是“增强的光谱和仿真。“增加意味着现有系统添加新现实的能力,和仿真手段的现实虚拟空间等提供新的环境。水平轴是“亲密和外部的光谱。“外部信息是关于周围世界,而亲密关注个人和个人和关注用户(17]。

metaverse可以分为增强现实生活实录,虚拟世界和镜像世界取决于实现空间和类型的信息。增强现实技术是提高虚拟信息在实际环境中,结合了虚拟三维图像变成现实进一步提高的现实(18]。口袋妖怪,于2016年被释放,已经成为一个狂热的公众和是一个代表性的例子中被用作一个增强现实游戏。生活实录指的整体活动记录、存储,有时分享事物和人们的日常经验和信息的目的(19]。Instagram的例子包括Facebook, Twitter,如社交网络和社交媒体。镜像世界模仿现实世界,就好像它是一面镜子,和用数字形式表达现实世界metaverse [20.]。与增强现实技术不同的是,镜子世界关注“现实繁殖”信息与实际的位置区域。谷歌地球,Airbnb,地球2镜像世界的例子。谷歌地球卫星图像构建一个数据库,地图,地形,和世界各地的三维建筑信息使用卫星图像地图。虚拟世界已经使用了很长一段时间在电脑游戏。它是建立在一个虚拟的世界创造了基于2 d和3 d引擎固有和模拟(21]。虚拟世界可以分为三种类型(虚拟世界游戏式、群落类型的虚拟世界和工作类型虚拟世界)。游戏式的虚拟世界旨在实现共同或个别球员的目标而合作或相互竞争与特定的规则。在群落类型的虚拟世界中,活动,如设置探索虚拟世界和与其他用户进行交流。工作虚拟世界使远程复制工作环境的公司工作或公共机构。

这些metaverse平台使分化经验值和新的融合技术,和4我沉浸,互动,想象力,和智慧实现,使新体验的设计超越了时间和空间(22]。换句话说,metaverse为现代人提供差异化的体验价值,它允许现代人创建外观一样自己在现实世界中,或创建一个全新的自我,作为meta-human(阿凡达)。它不仅能被克隆设计在虚拟世界真实世界的物理空间进入一个全新的想象空间,但它也可以实现或再现真实的过去在虚拟空间的时间和提供新的经验值探讨预测未来。

3.3。理解XR身体健康

non-face-to-face健身环境也有一些局限性。关键的问题是它是不可能会见一个教练。在健身教练的运动鞋中起着重要作用。首先,需要找出什么样的锻炼一个人需要根据其当前身体状况。然而,一个人需要一个教练,因为它是非常具有挑战性的自己没有专业知识(23]。此外,保持正确的姿势运动时可以防止受伤和增加运动效果。然而,大多数人都不习惯准确控制他们的动作和姿势,不知道如何锻炼,所以他们需要学习从他们的运动鞋。最后,领导有必要提供持续动力。教练发挥重要作用在运动目标和稳步持续提供动力,不会放弃。然而,由于缺乏一个教练的情况下,这三个points-physical调节,锻炼指导,理想是一定会削弱non-face-to-face健身环境。

出于这个原因,XR身体健康最近吸引了注意力。XR身体健康提供健身服务与指导系统,充分分析运动员的情况,监控他们的动作通过XR使用摄像头和传感器技术,解释了如何以及运动的影响,并提供了锻炼内容报告和跟进。许多YouTube频道和健身应用程序提供各种锻炼的内容,但是他们有限的可用的流媒体内容。此外,一些健身应用程序检查用户的运动时间和运行距离,但他们不能纠正和激励的姿势或确定当前运动员的身体状况。因此,各种XR身体健康系统和服务被释放来弥补这些缺点。

使用智能镜子镜子数字医疗服务。智能镜子是一种设备与交互式显示看起来像一面镜子和一个内置摄像头和喇叭。镜子可以帮助人们做健身练习很容易准确的动作在家里。镜子优化运动课程的专业培训系统获得最大的运动效果根据运动目标和偏好通过追踪和管理用户的概要文件和生物特征数据。50多个运动项目由专业教师可以实时训练或与朋友练习24]。

Peloton提供连接健身器材(自行车,跑步机,和各种运动工具)和在线订阅类型健身流媒体服务。用户可以使用实时在线培训课程和培训使用健身设备连接。大型平板电脑安装在一辆自行车或跑步机上允许查看实时培训项目,享受运动与其他用户。传感器安装在健身器材测量的数据被传输到教练进行实时类。反馈可以收到一个专家教练通过测量数据。和一个可以比较他或她的培训与其他用户或推荐一个培训项目适合你的身体数据25]。

最受欢迎的XR是近年Zwift身体健康服务。Zwift是一个模拟程序,与智能自行车辊门虚拟骑自行车,并允许通过电脑或移动。提供各种培训项目,以帮助改善一个人的运动能力。作为一个事件,可以几个人一起骑,骑组或比赛等,通过与别人竞争来比较他们的技能。组骑有不同的难度等级,这样一个可以根据他或她的参与能力。如果达到一个特定的任务而骑,一个可以接收各种球衣装饰虚拟人物。虚拟角色不仅可以改变衣服还自行车,头盔、护目镜、手套和袜子。为运行Zwift还提供培训项目。当设备称为Runpod着,速度和节奏(SPM,每分钟的步数)测量。这两个数据允许虚拟人物以相同的速度运行真实用户在跑步机上运行(26]。

XR健身正试图提供相同的运动环境和有效性离线结合各种高新技术领域,如可穿戴设备,运动传感器和人工智能技术(27]。特别是,为了这个目的,智能镜子积极用于XR健身作为一个智能健康管理系统(28]。智能镜子最重要的特点能够很容易理解和遵循专家运动相比其他XR的健身方法,因为用户可以通过镜子看到自己的锻炼运动运动时(29日]。当前发布的运动训练系统使用智能镜子目前分为三种类型。首先,它是一种测量数量的练习和姿势的准确性通过摄像头识别用户的运动。其次,它是一种结合智能运动器材的镜子。这种类型也可以执行取消演习。第三,它是一种测量运动结合可穿戴设备如smartwatches和心率传感器。结合这三种形式可能是配置为每个服务或单独配置。镜子前面介绍测量用户的运动通过这样一个相机也措施有可穿戴设备的运动。音调和节奏结合运动器材提供内容为各种肌肉练习。用户必须选择智能mirror-based XR健身设备和服务根据他们所需的锻炼目的。 However, no matter how smart a mirror-based XR Fitness is, there are common essential requirements to provide a satisfactory exercise experience for users. First, it is the easy accessibility and composition of exercise programs that can produce sufficient exercise effects. The following is a stimulus to the belief that you can receive accurate exercise coaching even in a non-face-to-face environment and have a steady desire for exercise. The last is having a pleasant exercise experience and obtaining effects through it. Therefore, a feature analysis that can accommodate these requirements should precede the development of the XR Fitness system.

3.3.1。特性的分析XR身体健康

因为XR体质不同于现有离线健身项目,可持续元素必须被识别并包含在程序组成。分析了XR身体健康服务上面所讨论的,成功的项目发展的必要因素。这些元素的有六个,可分为三组。第一组是“可用性”和“professionality。“专业健身俱乐部锻炼,已经有了一个环境,用户可以开始锻炼就去健身俱乐部。然而,要花很多时间准备在家XR身体健康,如果一个复杂的制备过程是必需的,它阻碍了连续参与的用户。因此,它应该是方便配置开始锻炼计划尽快当你决定去锻炼。换句话说,它必须高度可用的,这意味着方便。方便不应该被误解或简单那么简单。自从XR健身计划要求用户执行单独锻炼,所提供的锻炼计划必须有专业知识。 As pointed out earlier, if sufficient information about exercise programs that must be performed without a trainer is not provided, it adversely affects the user’s motivation to exercise. Therefore, professional exercise programs must be organized as much as possible. Information necessary for exercise must be provided to users promptly during the exercise process so that they can be immersed in exercise without being disturbed as much as possible [30.]。

第二组是“反馈”和“动力。“用户可以关注运动与信心只有当他们收到反馈是否持续执行精确的运动。系统虽然很难以准确地反馈用户的情况下耐力和体质特征是不同的,这是一个必要的因素XR身体健康。为此,XR身体健康系统是将精力集中在开发技术来收集用户的运动性能数据尽可能使用摄像机和各种传感器,实时分析,并给予反馈。锻炼的结果准确的数据分析增加信任,这种信任提供了一个“动机”为用户不断锻炼。“激励”的另一种有效的方法是提供各种各样的运动目标和帮助监控用户的进展。实现一个目标给用户一种成就感。这种成就感是正能量,极大地影响继续做些什么。如果一个人练习不断通过动机,他将能够得到他或她所期望的效果(31日]。

第三组是“快乐”和“运动效果。“大多数人开始锻炼与健康有关的原因,但利益和社会经验是必不可少的在维护他们不断32]。它非常具有挑战性的运动乐趣。这是因为运动本身是一个复杂的活动。让运动有趣的方法之一就是与他人竞争。独自锻炼使人感到更孤独的快乐。因此,许多人喜欢在健身俱乐部锻炼与他人。然而,XR身体健康是一个环境,一个独自练习在一个独立的空间。因此,许多XR体育健身服务之间提供连接用户和诱导他们享受锻炼通过相互竞争。如果一个用户练习这样的快乐,锻炼的效果自然增加。无论多少时间练习,锻炼效果降低,如果不能专注于自己和锻炼。 However, if one focuses on exercising through competition with others, the exercise effect will inevitably improve. Therefore, competition with others in exercise can be a cooperative process that increases the effectiveness of exercise.

六个元素分析同样扮演着重要的角色在XR身体健康的发展,并不是独立的,而是每个元素强烈相关。这些元素用于增加可持续性的目标来确保用户的锻炼效果XR身体健康。这些三组与3 i的元素的虚拟现实。Burdea Coiffet描述3我沉浸的想象力,和交互是虚拟现实的重要组成部分33]。想象力与快乐和锻炼的效果。这个元素是必要的感觉运动运动时快乐的影响与其他远程用户和竞争。想象力较差的用户不能充分与XR健身系统交互。交互涉及到第二组,反馈,和动力。通过交互,用户探索XR的健身环境和选择和操作对象。用户必须获得准确的反馈措施来提高系统的可靠性。这种信念和信任为用户提供连续执行XR健身的动力。最后,沉浸与可用性和专业性。用户通过XR健身运动基于想象力和互动,完全沉浸在运动没有任何干扰。 As such, 3I is a key element for providing users with a sufficiently meaningful experience in a virtual environment, and the six elements of XR Fitness derived in this paper are consistently understood as important factors in enhancing users’ experience.

metaverse的概念和特点的核心元素XR身体健康一直在探索开发metaverse-based培训平台,提高青少年的身体健康。因此,我们决定开发一个智能mirror-based AR体能系统青年(图10)。智能镜子是选择最优的环境,因为年轻人可以从事运动没有教练与智能镜子可以创建另一个人。此外,它被认为是一个用户可以安全地执行一个练习的运动由创建一个专业运动项目显示在显示器上。等RGB-D相机可以使用Kinect动作实时和验证动作的准确性,最后给予准确反馈给用户。

该系统功能的应用生活实录和metaverse的增强现实(图11)。用户可以得到实时反馈他们的动作的准确性。运动数据将持续记录,用于分析运动的效果。派生的技术开发过程中预计将显著工具在应用经验元素metaverse-based训练平台。

3.4。开发一个智能Mirror-Based AR青年健身系统

聪明的镜子,RGB-D相机,和服务器操作与智能mirror-based AR青年身体健康系统。当用户站在前面的智能镜子,RGB-D相机使用三维人体姿态估计算法来提取骨架数据的用户。相机带有深度传感器发现信息部位对应用户的骨架。然后,基于相机的图像数据,每个用户的联合估计的位置通过OpenPose的开源库。OpenPose是第一个实时多人人体姿态检测库(34]。图12结果检测用户的使用OpenPose骨架。用户的运动是由测量相应的身体部位的弯曲角。例如,左手臂的运动使用联合指针左肩,肘,腕。首先,系统计算弯头的角度通过计算每个指针之间的距离。我们测量臂的运动通过弯头的角度。骨骼收集相应的数据被用来确定在锻炼运动的准确性。

检查运动精度的过程始于预处理联合位置数据。然后,骨架的一个用户的角度对骨骼的比较专业的视频评价两者之间的相似性。创建专业的运动数据与骨架提取每两帧视频的专业和共有16个骨架之间的角度记录。当用户执行运动,相比角度将针对预先录制的运动数据的专业。假设用户超过阈值的框架中设置的专业运动数据。在这种情况下,它是确定用户是一个不准确的运动或姿势,并相应地提供视觉反馈。如果是有区别的专家运动数据和用户的角度范围的骨架15到20度以上,系统认为这是一个不正确的姿势(图(13日))。危险范围(图10至15度13 (b)),如果比赛在10度,它是判断正确的行动(图13 (c))。反馈用户的运动精度显示在视觉图形。视觉图形帮助用户直观地认识到他们的运动精度。为了减少的范围确定操作精度,一个计划正在开发增加用户运动测量系统的准确性通过使用机器学习。

瑜伽,拉伸,一步盒子,tae bo,舞蹈锻炼内容的选择合适的环境,智能镜子使用基于咨询专家。运动项目计划和设计进行前面的选择范围内的运动智能镜子。4 k的运动视频拍摄分辨率Chromakey环境中创建专家数据(图和锻炼内容14)。生产运动视频的困难是组织一个项目,这样所有的运动都可以在有限的空间智能镜子。因此,运动左翼和右翼是尽可能降低,运动是具有或垂直方向进行。锻炼可能会改变静态同时减少左和右运动,但它被配置为提供相同的锻炼效果,即使在这种情况下。例如,运动不得不搬左和右,允许用户把侧向移动。然而,这个时候,因为用户无法通过智能镜子检查信息,它是指示很快再次见到前面经过短暂的操作。配置动态运动锻炼计划,以便可以在这样一个有限的空间预计将在未来是一个持续的挑战。困难的程度是根据用户的功能分类。例如,一步盒有三个级别:初级,中级,和高级,虽然韩国流行音乐舞蹈水平每一部分的课堂,检查每一部分,完整版。

程序流程如图15。首先,用户选择所需的锻炼内容。如果选择了舞蹈,用户选择音乐和难度(步骤2),如下所示,每一部分的主题讲座,检查每一部分,可以选择和完整版(步骤3)。当选择难度,将内容。接下来,用户执行行使根据视频智能镜子(步骤4)。程序识别用户的实时运动。同时,执行运动时,比较了运动对一个专业的数据,计算运动的准确性,然后反馈给用户。用户可以看到反馈信息识别的精度运动和了解一个人的运动能力。除了反馈,用户可以直观地通过检查和调整自己的运动智能镜子。一旦内容完成,结果窗口会出现,显示信息,如锻炼时间,卡路里消耗,和心率(步骤5)。

用户界面设计优化的交互智能镜子也发达(图16)。内容时,禁用不必要的图标来提高用户的参与内容。此外,透明率和字体颜色选择考虑的半透明反射镜透射率,这样用户可以快速获得信息而练习练习。它需要一个直观的和有吸引力的设计UI元素,如视觉图标来增加系统的可用性。因此,图标等,关闭,不采用常用的一种形式在数字设备(图16 (c))。此外,菜单和UI元素都配置,以便用户使用程序时不会混淆。设备和用户之间的距离是一个重要的考虑程序的UI设计。选择运动项目时,用户直接操作的设备。所有组件都集中在中心,以便所有组件可以输入用户的视野。字母的大小和图标设计为相对较小。然而,当程序,字母放大,它旨在通过各种效应(图检查练习的结果16 (d))。在未来,进一步研究UI设计需要根据用户的年龄和身体条件。这是因为它已经证实有一个巨大的差异在系统操作可用性取决于用户的视野和高度。

4所示。讨论

目前系统有一定的局限性。首先,要准备好一个专业的运动细节和优化创建新的内容,它消耗了大量的时间。如果没有充分处理,优化分析的标准阈值设置运动的准确性将不准确。因此,身体姿势不能可靠的反馈信息。此外,当反馈是不准确的,用户无法检查是否执行运动准确。因此,用户将不相信运动的结果,因此,将会有一个不断执行运动带来不良影响。困难准备专业的运动数据内容也会影响快速扩张。诱导兴趣持续锻炼需要各种各样的体育项目。用户将成为后容易无聊重复几次的体育项目。困难的准备和过程优化的运动数据专业将干扰内容更新快。 It is expected to take less time as the know-how is accumulated after the repetition of program development.

另一个限制是,不能与其他用户进行锻炼。XR身体健康的特点,所锻炼与他人更愉快,使更多的扩展比单独从事锻炼锻炼。然而,当前系统只允许一个用户在智能镜子面前锻炼。当谈到年轻人通常不会集中在很长一段相对较短的时间跨度可能锻炼。因此,通信特性使一组运动可以带来很多好处。用户可以找到一个锻炼伙伴或者从更有经验的用户提供通信功能。即使系统提供了体育项目,自愿辅导和学习之间的用户应该的长处之一metaverse-based训练平台。

最后一个限制是关于运动空间。智能镜子可以执行限制运动的地方。锻炼应该执行在特定区域内,在智能镜子面前,所以反馈运动精度可以通过摄像机提供。用户可以得到直观的反馈通过检查在一个在镜子里的形象。限制的区域作为一个强大的约束的内容设计,因为该地区的运动,外出前的智能镜子不能认可。由于应用智能镜子的另一个问题是,它是复杂的运动空间在一个小区域。RGB-D相机需要的最小距离2.5米准确地识别用户的运动。智能镜子和用户之间的距离会导致空间问题,减少用户参与内容的水平。鱼眼镜头和图像补偿加工技术被用来减少到小于2米的距离,但空间的问题由智能镜子仍然有限。

然而,智能mirror-based AR体能系统演示的可能性创造新的经验和突出启发式元素的重要性metaverse-based培训平台。

5。结论

在这项研究中,提出了一种骨骼年龄的身体健康管理服务,提高运动能力的青年。开发智能mirror-based AR体能系统被证明是metaverse-based XR身体健康提供健身。本研究提供健身服务启动后意识到身体发育稳定青年展示了个体差异的速度和身体发育的模式。通过年轻人的身体健康数据分析,已证实,根据骨龄增长发展的分类而不是实足年龄是最准确和可靠的评估青少年的生长状态。连续数据积累正在建立朝鲜根据骨龄标准指数增长发展。在建立索引时,预计的特点与体力有关青年可以更详细地分析。

此外,智能mirror-based AR体能系统为青年提供了一个令人兴奋的运动体验。运动系统收集数据并提供姿态精度反馈使用RGB-D相机和身体姿态估计算法。因此,它提供了足够的锻炼的环境中没有一个教练或教练。仍有问题的内容、通信功能,和锻炼空间。然而,改进计划已经准备好,正在进行技术开发。收集用户的运动数据对交互式metaverse服务的研究至关重要。为此,不断努力将研究的方法收集实际的人体数据,处理,分析,并利用收集到的数据,最后进行实体化metaverse内容的方法。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是支持的进程研究基金会2019年和研究所的信息和通信技术规划和评估(IITP)韩国政府拨款资助的(MSIT)(批准号2022-0-00218)。