4차 산업혁명과 초고령 시대로 인해, 가상현실을 의료 분야에 적용하려는 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 치매에 대한 논의가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문은 치매로 인해 발생하는 인지 및 신체 장애를 개선하기 위해 영상 인식 및 군집화 방법을 사용한 가상현실 인지재활 콘텐츠를 제안한다. 기존 인지재활 시스템과는 달리 본 논문에서는 치료 대상자의 추억이 반영되어 있는 여행사진을 사용한다. 자동화된 인지재활 콘텐츠 생성을 위해 사진으로부터 인물정보, 음식사진 여부, 장소 정보, 시간 정보를 추출하고, 군집화를 위해 정규화가 수행된다. 그리고 가상현실 공간에서 여행 사진을 활용해 인지재활 및 신체재활을 강화할 수 있는 시나리오를 제시한다.
본 논문에서 우리는 가상현실 시스템의 구축에 있어서, 사용자의 직접 상호작용 (direct interaction)을 기본으로 하는 근신 공간(near-body space) 작업에서 사용자의 존재감 (Presence) 향상과 작업 성능 향상을 위하여, 사용자와 공간적 및 감각적으로 일치된 가상 인체 모델의 구현을 중심으로 현재의 기술 현황 및 연구 개발 방향에 대하여 기술한다. 이상적인 가상현실 시스템을 구현하기 위해서 고려되어야 할 요소를 멀티모달 상호작용과 실감 일치형 인터페이스 개발 방법론의 관점에서 보면, 사용자가 접하는 가상 공간의 시각적 모델(visual perception)과 자기 동작 감각적(proprioceptive) 모델의 일치가 중요하다. 그러므로, 시각적으로 사용자의 움직임과 일치된 자신의 신체가 가시화 되어야 하고, 자연스러운 근신 공간 직접 상호작용을 지원하기 위해서는 사실적인 햅틱 피드백 요소가 중요하며, 공간적 정보를 표현 함에 있어서 동기화 된 사실적 청각 피드백 요소의 지원이 중요하다. 앞의 주요 3 가지 감각 인터페이스 방법(sensory channel, modality)는 현재의 불완전한 인터페이스 기술의 한계를 고려하여 상호 보완적인 관계로 응용 환경에 최적화된 적용 방법이 연구되어야 한다.
본 논문은 최신 가상현실 미디어 기술동향과 다양한 분야에서 시도해 온 VR 멀미저감 방안을 리뷰하여, 가상현실 사용자의 인지적 수용성을 높이는 방안에 대해 논의하였다. 이를 통해 최신 미디어 기술의 사용자 가치제안 방식을 분석하고 Social VR 플랫폼의 인지적 수용성을 개선하는 효율적 방안을 제안하였다. 생체신호 모니터링, VR 콘텐츠 적합도 분석, 멀미 메커니즘 조절, 신체동요측정 기반 멀미예측 등 다양한 멀미저감 방식 중 개발 비용과 사용자 수용성 측면에서 가장 효율적인 신체동요측정 기반 멀미예측 기술의 테스트 결과를 기술하고 적용 방안을 구체화하였다. 가상현실 체험 전 미세한 신체동요가 많은 사용자일수록 VR 멀미 민감도가 크게 증가하는 것을 확인하였다. 개인의 멀미 민감도를 반영하는 본 측정 결과를 다양한 가상현실 환경에서 테스트하고 개인특성에 따른 VR 멀미 데이터베이스를 구축한다면 AI 기반의 멀미 예측기술을 구현하는데 크게 기여할 것으로 예상된다.
본 연구는 사용자의 신체 맞춤형 3D 가상모델에 VR을 이용한 패션 코디네이션이 가능하도록 설계한 시스템을 제안한다. 특별히 사용자의 신체 각 부위의 정보에 따라 3D모델을 조정할 수 있으며 의상데이터는 3D asset Database에서 최적의 조건으로 선별되어 VR 환경에서 코디네이션이 가능하도록 설계되었다. 따라서 사용자에게 가장 적합한 의상 정보를 현실감 있게 제공하여 만족도를 높일 것으로 기대한다. 본 시스템은 온오프라인에서 모두 활용 가능하며 가상 패션쇼, 가상 디자인, 패션 교육 등에 연계 가능하다.
본 연구는 가상현실, 증강현실, 혼합현실, 360도 동영상 등 다양하게 사용되는 차세대 실감미디어에 대한 사용자 관점의 이해를 목적으로 한다. 한 때, 3D 영상의 광풍이 불더니 곧 초고화질(UHD) TV가 그 자리를 차지하고, 지금은 가상현실이 실감미디어를 대표하는 그리고 차세대 먹거리 산업이라는 표현으로 미래 혁신 산업의 핵심 키워드로 자리하고 있다. 가상현실이 이렇게 산업적으로 중요한 역할을 함에 따라, 본 논문에서는 미디어 풍요성, 상호작용성, 프레즌스, 신체소유감, 사용자 경험 그리고 시지각과 같은 가상현실과 관련된 여섯 개의 이론적 접근을 통해 학술적 이해와 더불어 현장에 적용 가능한 가능성을 담아내고자 한다. 이 여섯 개의 이론은 3D 영상과 같은 실감미디어 연구에 많이 사용되는데, 미디어 풍요성과 상호작용성은 긍정적 또는 부정적 태도를 형성하는 주요한 요인이고, 프레즌스는 몰입을, 사용자 경험은 총체적 심리적 반응을 그리고 시지각은 '본다'라는 경험이 뇌의 활동과 더불어 얼마나 복잡한 과정을 겪는지 설명한다. 특히 신체 소유감은 그간 미디어 연구에 적용된 사례가 많지 않으나 가상현실 연구에 활용가능성이 매우 높은 이론으로 추후 실감미디어 연구에 많은 기여를 할 수 있을 것으로 보인다. 가상현실과 관련된 사용자 관점의 주요 이론은 가상현실을 연구하는 연구자는 물론, 하드웨어와 콘텐츠 제작자에게도 많은 함의를 제공할 것이다.
가상현실 기술의 발전 및 보급에 따라 컴퓨터 게임을 비롯하여 의료분야에 이르기까지 다양한 장르에서 사용이 되고 있다. 이에 따라 일반적인 사람들의 경우도 가상환경을 손쉽게 체험할 수 있어, 가상환경 노출에 따른 인체의 영향을 심각히 고려해야할 상황에 와 있다. 따라서, 본 연구에서는 두부장착형 3차원 영상표시장치에 의한 가상환경 노출이 인체에 미치는 영향 중 가상환경 멀미에 주안점을 두어, SSQ검사 및 신체동요도 측정을 통하여, 가상환경 멀미를 정량적으로 측정하는 연구를 수행하였다.
'실제 신체가 아닌 대상이 내 신체처럼 느껴지는 환상'을 의미하는 몸 소유감 환상 (Body Ownership Illusion; BOI)은 고무 손 환상 (Rubber-Hand Illusion) 실험에서 사람이 고무손을 자신의 손처럼 느낄 수 있다는 것을 보여준 뒤로 활발히 연구되어 왔으며, 가상 현실에서도 가상 신체에 대해 BOI가 형성될 수 있다는 것이 증명되었다. BOI의 형성을 위해 주로 사용된 Visuomotor(VM; 시각-운동), Visuotactile(VT; 시각-촉각) 자극이 어떤 영향을 미치는지 많은 연구가 되어왔으나 두 자극을 동시에 전신에 전달한 연구는 매우 제한적이었다. 본 연구에서는 가상 아바타와의 전신 몸 소유감에서 VM, VT 자극을 동시에 전달했을 때 각 자극이 BOI에 어떤 영향을 미치는지 연구하였고 추가적으로 임장감, 감정, 가상 멀미감으로 나타나는 사용자 경험을 연구하였다. 연구결과 BOI 측정 결과는 VM 측면에서는 자극이 일치할 때 높게 나타났으나 VT의 경우는 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 임장감의 경우 VT는 VM이 일치하는 경우에서만 영향을 주는 것을 확인하였으며, 감정의 경우 정서가 정도에서 VM과 VT 자극이 모두 영향을 주고, 가상 멀미감의 경우 통계적인 차이를 확인하지 못하였다. 이러한 연구 결과는 가상 아바타와의 전신 몸 소유감에서 전반적으로 VM의 일치도가 중요한 요인이지만, VM이 일치되는 경우 VT의 일치가 임장감과 같은 주관적 경험에 영향을 줌을 시사한다.
가상 현실(VR: Virtual Reality) 기술은 대표적인 몰입형 미디어 기술로써, 컴퓨터 등을 통해 인공적으로 만들어낸 실제와 유사한 특정 환경, 상황 혹은 그 기술 자체를 의미한다. VR 기술은 비교적 간단한 장비를 착용한 것만으로 가상 세계에 구현된 모든 공간을 체험할 수 있기 때문에 사용자가 신체적 불편하더라도 손쉽게 유명 관광 명소를 여행할 수 있다. 또한, 실제 작전지역을 가상 세계에 반영함으로써, 가상 세계에서 안전한 군사 훈련이 가능하다. 이와 같은 활용을 가능하게 하기 위해서는 가상 세계의 배경 정보가 실제 세계의 모습과 흡사한 실사 그래픽으로 구성되어야 한다. 그러나 실사 그래픽을 제작하는 것은 제작 난이도가 높고 제작비용이 비싸다는 제한 사항으로 인하여 실사 그래픽을 바탕으로 한 VR 콘텐츠의 수는 부족하다. 이에 본 논문에서는 일반 카메라를 통해서 촬영한 단일 영상 또는 다시점 영상을 통해서 Point Cloud 데이터를 생성하고, 이를 가상 세계의 배경 정보로 활용하기 위한 방법을 제안하고자 한다.
본 연구는 멀미 측정 도구인 SSQ도구를 바탕으로 가상현실에서 조작행위에 따라 나타나는 멀미 정도를 측정하여 비교분석을 통해 사이버멀미에 영향을 미치는 요인 및 증상을 규명하는 데 목적이 있다. 연구결과 첫 번째 실험인 조작방식실험에서는 간단한 조작방식이 멀미가 높게 측정되었으며 Nausea요인의 영향을 크게 받는 것으로 측정되었다. 이에 대한 증상으로 Nausea, Burping, Headache증상이 발현되었다. 두번째 신체회전방식 실험에서는 신체회전반경이 클수록 멀미가 높게 측정되었으며 Nausea요인의 영향을 크게 받는 것으로 측정되었다. 이에 대한 증상으로 Burping, Headache, Fullness of head증상이 발현되었다. 세번째 신체이동방식 실험에서는 행위를 수반하지 않은 컨트롤러의 이동방식이 멀미가 높게 측정되었으며 Nausea요인의 영향을 크게 받는 것으로 측정되었다. 이에 대한 증상으로 Sweating, Headache, Fullness of head증상이 발현되었다. 본 연구를 통해 가상현실에서 신체(고개, 상체, 하체)가 고정되고 조작이 단순 할수록 사용자는 멀미에 민감하게 반응하며, 신체회전에 있어 회전반경이 클수록 멀미에 민감하게 반응하는 것을 확인하였다. 본 연구는 VR조작행위에 대한 멀미와 영향을 미치는 요인과 증상을 규명하는데 의의가 있으며 향후 VR콘텐츠 개발자들이 사용자의 특정 행위 멀미 정도와 증상에 관하여 인지하고 콘텐츠 개발에 활용 될 것으로 기대한다.
본 연구에서는 혈액투석환자와 같은 만성질환자 대한 운동수행율을 높이기 위해서 접근성과 동기유발이 용이하고 환자들의 자발적 참여에 효과가 있다고 알려진 가상현실 운동프로그램을 적용하여 그 효과를 확인하고자 하였다. 지역 인공신장실에서 혈액 투석을 받는 환자 46명을 대상으로 대조군과 운동군에 각 23명씩 배정하였다. 가상현실 운동프로그램을 위한 기기로는 닌텐도 위 발란스 보드(Wii Balance Board)를 사용하였다. 투석 전 대기시간을 이용하여 40분간, 주 3회씩, 8주 동안 운동군에게 가상현실 운동프로그램을 시행하였고. 실험처치의 효과는 심박변이도와 삶의 질(SF-36)로 평가하였다. 8주간의 가상현실 운동프로그램 적용 후 운동군에서 심박변이도는 SDNN이 유의하게 상승하였고(p<.001) 삶의 질 점수는 신체적 요소에서 유의하게 상승하였고(p=.003) 정신적 요소에서 유의하게 상승하였다(p=.001). 이상의 결과로 가상현실 운동프로그램은 혈액투석환자의 심박변이도 및 삶의 질 개선에 효과가 있는 것으로 나타났다. 이는 자기주도 VREP가 간호중재의 새로운 시도로서 혈액투석환자뿐만 아니라 다양한 만성질환자의 신체적, 정서적인 효과를 기대하는 간호중재로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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