공 마찰로 데이터 수집? 스마트 탁구대

최근에는 스포츠 분야에서 데이터를 활용하려는 움직임이 활발해지고 있다. 선수 플레이 경향이나 동작 분석 등 데이터는 팀과 선수 향상에 도움이 되고 심판 판정에도 마찬가지다. 이런 가운데 탁구공이 맞았을 때 마찰로 동작해 데이터를 수집하는 스마트 탁구대가 개발됐다.

스포츠에서 실시간 데이터 수집은 선수 능력 향상에 도움이 되지만 배터리 내장 센서 등을 쓰면 배터리 충전이나 정기 교환이 필요하고 비용 뿐 아니라 지구 환경에도 악영향을 줄 수 있다. 이런 이유로 중국과 미국 합동 연구팀이 지속 가능한 유지 보수 센서 기술 개발을 시도했다고 한다.

연구팀이 채택한 건 접촉한 두 물체가 떠날 때 전하를 생성하는 현상을 이용한 마찰 전기 센서를 내장해 데이터 수집과 전송에 필요한 전기를 조달하는 방법이다. 이 발전 시스템은 씻은 스웨터에 접촉한 양말을 댈 때 미약하게 전력이 발생하는 것과 기본적으론 같은 원리다.

연구팀은 화학 처리를 해 마찰 전기 특성을 높인 목재 표면 아래에 마찰 전기 센서를 더해 탁구공이 탁구대게 닿는 순간 마찰을 이용해 발전하고 받침대에 접촉한 공 데이터를 수집, 송신하는 스마트 탁구대 개발에 성공했다. 이 스마트 탁구대는 탁구공을 접촉할 때 발생하는 전력을 이용해 공 속도와 접촉한 위치 데이터 등을 수집, 전송한다.

탁구를 치면 디스플레이에는 접촉한 볼 위치와 접촉 속도가 기록된다. 여러 번 시도를 반복하면 데이터가 계속 축적된다. 이번에 개발한 센서는 지금까지의 스포츠 데이터 수집에서 널리 쓰였던 분산 배터리 센서와 달리 배터리 없이 작동한다. 따라서 폐기 소요에 들어가는 환경 비용이 적고 지속 가능한 장치다. 또 탁구 플레이 데이터를 수집하는 방법으로도 유용하다. 연구팀은 통계 자료를 분석해 선수 데이터를 얻고 교육 지도에 활용해 더 좋은 경쟁 전략을 개발할 수 있다고 설명한다.

연구팀은 또 이번에 개발한 센서가 심판에게도 유익하다고 말한다. 탁구에선 탁구대 끝 등 어느 위치냐에 따라 득점 인정 유무가 인정될 수 있다. 하지만 에지의 경우 파악이 어렵고 때론 판정이 선수에게 납득이 가지 않는 경우도 종종 있다. 이 때 이 센서는 가장자리 공을 판단하는데 활용할 수 있다. 센서를 탁구대에 통합해 육안으로 확인하기 어려운 결정을 정확하게 해줄 수 있는 것.

연구팀은 이번 연구가 빅데이터 분석을 스포츠 등 광범위한 분야에 응용할 큰 기회를 제공할 것이라고 말한다. 또 목재를 화학 처리해 전기 출력 성능을 높이는 구조는 목재 기반 전자기기에서 새로운 가능성을 열어줄 수 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.