본 과제는 스마트폰이 보편화된 현대 사회에 만연한 잘못된 목관절의 사용을 보다 근본적인 접근을 통해 분석 및 해결하기 위함이다. 기존에 개발된 다양한 교정장치들은 불편한 착용감과 다소 불분명한 효과로 많은 부차적인 문제들을 야기한다. 이에 인간 목관절의 역학적인 모델링을 통한 정량적 분석으로 기존의 교정장치들이 가진 문제점들을 대폭 개선하였다. 목근육을 구성하는 두 개의 넓은 목근과 한 개의 경판상근을 각각 tension based artificial muscle과 두 개의 plate로 구성된 물리시스템으로 모델링하였다. 아래쪽 plate를 원점으로 하여 위쪽 plate의 위치정보가 결정되면 각 muscle의 길이를 게산할 수 있지만 이는 일대일 대응이 아니기 때문에 역함수를 구현하기 위해 muscle의 길이를 넣었을 때 랜덤 배치에 대한 potential energy를 계산하고 이를 반복적용하여 local minimum으로 경사강하하는 코드를 이용하였다. 이 모델링은 목근육만을 사용하여 도달할 수 있는 위치정보들을 도출하므로 이는 목관절에 가장 적은 하중이 가해지는 관절들의 배치라고 말할 수 있을 것이고 이를 근거로 목관절에 최적화된 목의 배치를 표로 얻었다.
위에서 얻어진 데이터를 이용해 3D프린터로 제작한 교정장치가 출력해야하는 위치정보들을 함수화하여 사용자가 주는 머리의 각도 input에 대해 올바른 위치값(좌표)으로의 움직임을 출력하는 프로그램을 설계했다.
이는 현대인의 효과적인 목관절 사용습관 개선의 시발점이 될것으로 기대되며 목 구조에 대한 보다 깊은 공학적 분석의 최초 시도로서 생체모방 휴머노이드의 목관절 구현에도 기여할 수 있을것으로 보여진다.