수면의 질 향상을 위한 자세 교정 스마트 배드
참가 부문
창작활동부문
학과
기계공학부
팀명
창설축갱
신청자 이름
유지승
현대인의 수면 시간이 줄어들면서 수면의 질을 높이는 기술의 필요성이 커지고 있다. 잘못된 자세로 장시간 잠을 취하면 깊은 수면을 방해하고 척추 질환이나 수면 무호흡증을 유발할 수 있으며, 노인이나 장기 입원 환자의 경우에는 혈액순환의 방해나 피부괴사로 이어질 가능성도 있다. 하지만 수면 무호흡증 환자의 경우, 오히려 옆으로 돌아누워 자는 자세가 안와위 자세(등을 대고 똑바로 누운 자세)로 수면을 취하는 것보다 깊은 숙면에 유리할 수 있다. 본 프로젝트는 이러한 사용자 개인의 특성을 고려한 수면 솔루션을 제공하기 위해 사용자가 목표로 하는 자세를 입력받은 후, 침대 전체를 5×7 구역으로 나누어 각 영역에 압력 센서를 배치하고, 사용자의 체중 분포를 실시간으로 수집한다. 이 데이터는 32×64 크기의 이미지로 변환되며, 이후 고해상도 보정 알고리즘(SRResNet)을 통해 128×256의 정규화된 데이터로 확장된다. 이어서 차원 축소와 자세 추정 알고리즘(LLE)을 적용해 사용자의 수면 자세를 분석하고 이를 바탕으로 침대 프레임의 모터를 제어한다. 각 모터는 5×7 섹션에 대응하여 특정 부위의 높낮이를 세밀하게 조절할 수 있으며, 사용자가 목표하는 자세로 눕도록 유도하고, 특정 부위에 압력이 집중되면 해당 영역의 높이를 낮추어 하중을 분산한다. 이러한 과정을 통해 사용자의 필요에 따라 잘못된 수면 습관을 교정하고, 근골격계 질환 예방과 혈액순환 개선에 기여할 수 있다. 또한 본 시스템은 압력 분포 분석, 영상화, 자세 추정, 모터 제어의 단계별 모듈을 함수화하여 상호 연동되도록 설계했기 때문에 향후 임상실험을 통한 실질적인 수정을 거쳐 센서 확장이나 알고리즘 교체 및 민감도 변화에도 유연하게 대응할 수 있으며, 스마트폰 어플 및 기타 IoT 가구와의 연동을 통하여 알람 및 개인 최적화 설정을 제공할 수 있다. 결과적으로 본 프로젝트는 수면의 질 향상뿐 아니라 범용성과 확장성을 갖춘 새로운 스마트 침대로 발전할 수 있다는 점에서 큰 기대효과를 가진다.
담당부서학생행정실
전화번호880-2277