용접은 산업계의 기계 조립 및 접합을 위한 공정의 주요한 작업으로 조선, 중공업, 건설 등 산업현장에서 사람에 의한 수동적인 작업으로 대부분 수행된다. 이러한 용접 작업을 수행하는 용접 기술자는 산업 현장 훈련원과 직업 교육 학교에서 양성되지만 용접 훈련 과정은 실습 초보자에게 위험하고, 장시간 교육하기에 어려울 뿐 아니라 재료 낭비, 의사 소통의 한계, 즉석 결과 평가의 한계, 공간부족 등 다양한 문제가 있다. 그러므로, 안전하고 반복적인 실습 환경 제공하고 장시간 및 다수 교육참여 지원 등이 가능한 시스템을 구축하여 숙련된 우수 인력 조기 확보와 훈련 비용을 절감할 필요가 있다. 본 논문에서는 실제와 동일한 상호작용을 제공할 뿐만 아니라 고품질로 훈련 환경을 가시화하여 용접 상황을 동일하게 모사하는 가상 현실 기반 용접 훈련 시뮬레이터를 제시한다. 이 시스템은 용접의 형상과 환경의 고품질 가시화, 경험 DB를 통한 용접의 비드 형상 데이터 획득, 용접 토치를 이용하는 사용자 상호작용, 용접 훈련 결과 평가 및 최적 작업 가이드, 용접 콘텐츠 저작, 다양한 용접 훈련을 가시화하는 하드웨어 플랫폼으로 구성된다. 고품질 가상 용접 가시화는 경험 DB 기반 비드 형상 데이터와 신경회로망을 이용한 비드 형상 예측을 통해 실시간 비드 표현이 이루어지며 쉐이더 기반 고품질 모재 및 비드 표현, 아크 불꽃 효과 표현을 포함한다. 사용자 상호작용은 현장 작업 도구와 일치된 토치 인터페이스와 위치추적을 이용하여 토치의 작업각, 진행각, 속도, 거리 등을 반영할 수 있으며 진동과 소리 등 용접 훈련의 사실적 상호작용도 재현하였다. 용접 훈련 평가 및 최적 작업 가이드는 훈련자의 용접속도, 거리, 각도 등의 사용자 작업 결과를 그래픽으로 표현하고, 애니메이션을 통한 훈련 자세를 추후 분석할 수 있도록 하였고, 가상토치, 기준선, 수치계기 등을 이용한 최적 작업 훈련 가이드 제시하였다. 훈련 콘텐츠 저작은 메뉴UI 기반으로 용접의 전류, 전압 등의 조건과 상황을 선택하도록 제시하였고, 하드웨어 플랫폼은 워크벤치형 입체 디스플레이 방식으로 용접 환경을 가시화하였고, 위, 정면, 아래보기 등 다양한 용접 자세 변경을 지원 할 수 있도록 구축하였다. 이러한 가상현실 기반 훈련 시뮬레이터는 아크열 발생에 따른 장시간 훈련의 어려움을 극복할 수 있고, 다양한 실습 환경을 바꾸어 가며 반복적인 훈련이 가능하고, 실 재료를 사용하지 않아 재료의 낭비를 줄일 수 있는 환경 친화적인 안전하고 효율적인 훈련 실습 환경을 제공할 수 있다.
가상현실(VR; Virtual Reality)시스템은 매우 다양한 분야에 응용되고 있다. 이미 건축, 오락, 교육훈련 등의 분야에 많은 응용사례를 가지고 있다. 산업안전 분야에서도 가상현실을 이용한 안전교육에 대한 가능성이 제기된 바 있다(박재희와 양동주, 2000) 이러한 가상현실 시스템은 기존의 교육 매체인 도해, 모형, 비디오 등에 비해 현실감(presence)이 높고 상호작용성(interactivity)으로 인해 교육효과를 높을 수 있다.(중략)
본 연구는 집중력 증진을 위한 훈련 프로그램의 대안적인 방법으로서 가상환경기법의 적용가능성을 확인하고 가상환경 속에서 적용할 수 있는 바이오피드백 훈련의 효과를 검증하고자 하였다. 모든 집단에서 바이오피드백 훈련 후 집중력은 향상되었는데 특히 가상환경 훈련집단이 다른 두 집단(비가상환경집단과 통제집단)에 비해 정반응수는 증가한 반면에 반응오류(누락오류)와 지각민감도는 더 유의미하게 줄어들었다. 즉 이런 결과는 HMD를 착용하고 바이오피드백 프로그램을 실시한 경우가 주의력 증진에 보다 효과적이고 자극을 민감하게 변별할 수 있는 자극환경을 마련해주며 몰입감을 제공해준다는 점을 시사한다.
본 연구는 가상현실시스템을 이용한 훈련이 뇌졸중 환자의 균형과 낙상효능감에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시하였다. 연구 대상자는 뇌졸중 환자 20명으로 실험군 10명 대조군 10명씩 각각 배정하였다. 실험군과 대조군 모두 일반적인 주 5회의 물리치료와 작업치료를 받았다. 실험군은 추가적으로 가상현실 프로그램을 이용하여 8주간 1일 20분 주 3회 시행하였다. 본 연구의 측정은 균형수행 능력검사, 낙상효능감 척도검사를 사용하였다. 두 군 간 훈련 후 측정 사이에 균형수행 능력검사와, 낙상효능감 검사에서 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 또한 각 군 간 훈련 후 측정 사이에 균형수행 능력검사와, 낙상효능감 검사에서 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 따라서 가상현실 프로그램 병행한 훈련이 뇌졸중 환자의 균형과 낙상효능감을 향상시키는데 긍적적인 도움을 주어 유용한 뇌졸중 환자의 치료 프로그램으로 사용될 수 있을 것으로 보여 진다.
최근 몇 년 사이 컴퓨터에 관련된 많은 발전과 함께 모의실험을 위한 소프트웨어 및 모의훈련장치(시뮬레이터)가 다양한 분야에서 연구 개발 보급되고 있다. 그중 컴퓨터와 소프트웨어의 급격한 발달로 그래픽과 멀티미디어를 통합한 가상현실구현에 많은 개발과 연구가 진행되고 있고 네트웍의 발전으로 여러 사람이 쉽게 접할 수 있는 가상공간이 점차 확대되고 있다. 컴퓨터와 소프트웨어의 가상공간은 시각적인 가상공간인 반면, 실제 많은 비용과 장비가 수반되는 시뮬레이터는 인간이 쉽게 체험하지 못하는 환경 적응을 위한 훈련 체험 장비로 위험과 안전성 예기치 못한 돌발상황 등으로 발생할 수 있는 많은 인적 물적 재산의 피해를 예방하기 위한 훈련장치로 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 논문에서는 훈련 및 레져 오락용으로 다양하게 연구 개발되는 시뮬레이터에서 중대형 고가의 현 구동방식을 중저가 소형의 2축 Motion Base 구동방식을 제안하고 개발된 시제품에 대한 시스템 구성과 동작특성을 기술하였다.
최근 인가되지 않은 컴퓨터에 대한 접근이 사회적으로 커다란 문제로 대두되고 있으며, 점차 파괴적인 상황으로까지 악화되어 가고 있다. 따라서 이러한 침입 행위에 대해 침입자들을 추적하여 경고를 줄 수 있는 보다 능동적인 대응이 필요하게 되었다. 이 문제에 대한 많은 해결책이 제시 되었으나 완벽한 대안이 되지는 못하고 있는 실정이며, 오히려 대부분의 경우 숙련된 시스템 관리자의 경험에 의존하는 경향이다. 따라서 침입의 경우에 대비해 어떠한 새로운 상황이 발생하더라도 시스템을 유지할 수 있도록 시스템 관리자들을 훈련시킬 필요가 있다. 본 논문에서는 시스템 관리자들을 훈련하기 위하여 시뮬레이션 기반의 공격자 추적 시스템을 제안한다. 본 시스템은 가상의 지역 네트워크 환경에서 시스템의 간섭 없이 약속된 시나리오에 의한 공격 경로를 분석하고 다양한 형태의 공격 형태를 연습하고 배우는 기능을 제공한다. 이 시스템은 두 가지 주요 문제에 대해 학생들을 훈련시킨다. 첫째, 공격 형태를 발견하는 것이며, 둘째, 다양한 로그 데이터를 분석하여 공격이 이루어진 흔적을 발견해 내는 것이다. 시스템의 테스트 영역은 LINUX 기반의 환경으로 그 범위는 다양한 형태들의 로그 데이터들을 종합하여 분석하는 것으로 제한 한다.
통계청에 의하면 화재 건수는 2013년 대비 2014년, 1203건이 늘은 42,135건으로 나타났다. 또한, 재산 피해 총 2,560억, 부상자 수 1,599명, 사망자 수 263명으로 발표되었다. 정부에서 화재 시 행동요령을 발표했음에도 불구하고 이렇게 많은 부상자 및 사망자가 발생하는 것은 단순히 글로 배우고, 머리로만 인식하기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 가상현실 기반 화재 대응 시뮬레이션 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템을 통하여 화재를 예방하기 위한 행동요령에 관하여 글로 된 메뉴얼로 교육하는 대신 실제 같은 상황에서 화재의 위험성을 체험하고 훈련할 수 있도록 하기 때문에 보다 효과적으로 화재대응 훈련을 할 수 있다.
본 연구는 확장된 기술수용모델을 활용하여 지역사회 노인의 가상현실 기반 인지훈련시스템 사용의도에 영향을 미치는 요인을 파악하기 위한 조사연구이다. 자료 수집은 지역사회 거주하는 노인 100명을 대상으로 2020년 1월 2일부터 1월 31일까지 설문조사를 실시하였다. 연구결과 지역사회 노인의 가상현실 기반 인지훈련시스템 사용의도에 영향을 미치는 요인은 사회적 영향, 지각된 유용성, 쾌락적 동기, 연령 이였으며, 설명력은 54.4%였다. 본 연구결과 지역사회 노인들의 가상현실 기반 인지훈련시스템 사용의도를 촉진하기 위해서는 이러한 요인들을 고려한 기술개발이 필요할 것으로 생각된다. 본 연구는 지역사회 거주 노인을 대상으로 가상현실기기 사용의도 정도와 영향요인을 파악하였다는 점에 그 의의가 있으며, 향후 가상현실 기반 인지훈련시스템 기술개발을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
가상현실의 등장으로 인해 과거의 이미지와 영상을 통한 커뮤니케이션 방법이 3차원 공간 속으로 확장되면서 보다 사실적이고 원활한 상호작용 환경을 제공하게 되었다. 가상현실은 현실과는 달리 인간의 완벽한 통제 하에 있다는 점을 통해 현실의 대체재로 활용이 가능하며 이 같은 장점으로 인해 의학과 헬스 케어 분야에서도 가상현실을 활용한 치매 예방 및 치료가 주목받고 있다. 본 논문에서는 치매 전조 현상인 경도인지장애에 초점을 맞추어 가상현실 기반의 경도인지장애 예방훈련 시스템을 설계하고자 한다.
보행 이동장치 기술은 가상현실 시뮬레이터 환경에서 사용자의 보행 이동을 이용한 공간 탐색과 네비게이션을 가능하게 하여, 훈련 시뮬레이터 시스템의 체감 몰입감과 훈련 충실도를 향상시키는 휴먼 인터페이스 기술이다. 본 연구에서는 현재까지 개발된 다양한 보행 이동 인터페이스 기술들을 분석하고, 체감 네비게이션을 이용한 훈련 몰입도 향상 방안에 대해 소개하며, 훈련 시뮬레이터 시스템에 통합하기 위한 보행 이동 시스템의 설계 과정을 기술한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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