Background: Virtual reality (VR) programs based on motion capture camera are the most convenient and cost-effective approaches for remote rehabilitation. Assessment of physical function is critical for providing optimal VR rehabilitation training; however, direct muscle strength measurement using camera-based kinematic data is impracticable. Therefore, it is necessary to develop a method to indirectly estimate the muscle strength of users from the value obtained using a motion capture camera. Objects: The purpose of this study was to determine whether the pedaling speed converted using the VR engine from the captured foot position data in the VR environment can be used as an indirect way to evaluate knee muscle strength, and to investigate the validity and reliability of a camera-based VR program. Methods: Thirty healthy adults were included in this study. Each subject performed a 15-second maximum pedaling test in the VR and built-in speedometer modes. In the VR speedometer mode, a motion capture camera was used to detect the position of the ankle joints and automatically calculate the pedaling speed. An isokinetic dynamometer was used to assess the isometric and isokinetic peak torques of knee flexion and extension. Results: The pedaling speeds in VR and built-in speedometer modes revealed a significantly high positive correlation (r = 0.922). In addition, the intra-rater reliability of the pedaling speed in the VR speedometer mode was good (ICC [intraclass correlation coefficient] = 0.685). The results of the Pearson correlation analysis revealed a significant moderate positive correlation between the pedaling speed of the VR speedometer and the peak torque of knee isokinetic flexion (r = 0.639) and extension (r = 0.598). Conclusion: This study suggests the potential benefits of measuring the maximum pedaling speed using 3D depth camera in a VR environment as an indirect assessment of muscle strength. However, technological improvements must be followed to obtain more accurate estimation of muscle strength from the VR cycling test.

자전거는 에너지 소모나 오염을 발생시키지 않는 지속가능한 녹색교통수단으로 정부는 자전거이용 활성화를 적극 추진하고 있다. 그러나 자전거 시장규모 증가와 함께 자전거 사고 또한 지속적으로 증가하고 있다. 현재 KHCM에서 제시하고 있는 자전거도로 평가는 자전거도로를 유형별로 구분하여 각기 다른 효과척도를 적용하여 자전거의 이동성과 안전성을 평가하고 있으며, 현장조사를 통한 자료수집을 통해 도로를 평가하고 있다. 본 연구에서는 공공자전거에 장착된 GPS수신기를 활용한 자전거 주행환경 평가 방안으로 수집된 자전거 주행속도자료를 이용하여 모든 자전거도로에 적용 가능한 구간단위의 자전거 주행환경을 평가하는 방법론을 제시하였다. 주행쾌적성 평가지표 개발을 위해 자전거GPS속도계를 장착한 실험자전거를 이용하여 도로선형, 신호교차로 및 과속방지턱의 유무 등 주행환경이 다른 자전거도로의 속도자료를 수집하였다. 분석시간동안 자전거 주행환경평가를 위해 자전거 주행속도 감소량을 분석하여 주행쾌적성을 0~1 사이의 값으로 계량화한 CCI(Cycling Comfortability Index)를 개발하였다. 실험구간별로 산출된 CCI를 분석한 결과, 주행쾌적성은 신호교차로와 종단구배의 영향을 많이 받는 것으로 나타났으며, 이를 바탕으로 도로환경에 따른 LOCC(Level of Cycling Comfortability)를 도출하였다. 본 연구의 결과는 GPS수신기를 장착한 공공자전거에 적용하여 자전거 교통의 모니터링 시스템으로 발전시키는데 유용한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.