최근 가상현실 기술의 발전과 함께 다양한 산업계 및 공공기관(국방부, 소방청, 경찰청, 환경부 등)에서 가상현실 기술을 적용한 교육, 훈련 시스템 개발에 다양한 시도를 하고 있다. 이러한 영향으로 가상현실 기술이 적용된 교육, 훈련 시스템이 발전하면서 다양한 유형이 나타나게 되었는데, 특히 기본적인 가상현실 기술에 더하여 현실과 같은 UX(유저 경험)을 구현하면서 제한된 현실 공간을 기반으로 실 세계에서 구현하기 힘든 규모가 큰 재난대응 및 팀 훈련을 가상공간에서 구현 가능한 기술이 추가된 '대 공간 워크스루형 XR 융합 교육 훈련 시스템'의 유형이 제시되고 있다. '대 공간 워크스루형 XR 교육 훈련 시스템'은 필요한 교육 훈련 내용에 맞춘 시나리오에 따라 현실의 훈련 공간의 크기, 사용 디바이스 및 하드웨어의 종류, 요구되는 시스템의 기능이 달라지는 등 다양하게 특성이 요구된다. 본 기고에서는 이러한 '대 공간 워크스루형 XR 교육 훈련 시스템'의 주요 기술과 특성에 대하여 설명하고자 한다.
대형화, 복잡화 되어가는 대형 기계설비의 위험상황에 대한 실제 훈련은 소요시간 및 비용 증가, 훈련자 안전 확보의 어려움, 반복적인 훈련 및 평가가 어렵기 때문에 가상현실을 이용한 훈련 시뮬레이터가 대안으로 제시되고 있다. 본 논문에서는 대형 기계설비 안전대응 시뮬레이터에서 수행된 훈련에 대한 훈련자 피드백 및 평가를 위하여 개발된 시스템을 소개한다. 가상현실 기반 훈련 시뮬레이터에서 수행한 훈련결과 데이터를 활용하여 훈련 시나리오 내 임무수행 여부, 수행시간/거리에 대한 정량적 평가와 함께 훈련자의 훈련동작 데이터와 표준동작과의 비교를 통하여 효율적인 훈련을 위한 피드백을 수행할 수 있다. 또한 평가 결과의 시각화를 통해 직관적인 훈련개선이 가능하도록 하였다. 개발된 훈련평가 시스템을 활용하여 효과적인 훈련자 피드백 제공 및 반복적인 훈련 수행을 통한 안전대응 능력 향상이 가능할 것으로 판단된다.
가상현실 기반 훈련 시뮬레이터는 현실에서 재현이 어렵거나 불가능한 상황을 가상공간 상에 구현하여 훈련을 수행할 수 있는 시스템이다. 화학공장, 플랜트 등 대형 기계설비 내에서 발생하는 각종 사고에 대한 대응훈련은 훈련시간 및 비용 증가, 훈련자의 안전 확보가 어렵고 반복적인 훈련 및 평가가 어렵기 때문에 가상현실을 이용한 훈련 시뮬레이터를 통하여 수행되는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 대형 기계설비 안전대응 훈련 시뮬레이터의 훈련자 평가 시스템을 설계하였다. 훈련의 정량적인 평가를 위하여 훈련 시나리오 내 임무수행 여부, 수행시간/거리에 대한 평가와 함께 특정 훈련동작에 대한 평가를 실시하기 위하여 모션캡쳐 데이터를 활용한 훈련동작 평가 모듈을 설계하였다. 평가 결과의 시각화를 통해 훈련자 피드백 제공 및 반복적인 훈련 수행을 통한 안전대응 능력 향상이 가능하다.
영어 교육의 필요성이 증가하고 그에 대한 수요가 늘어남에 따라 컴퓨터를 이용한 외국어 교육 시스템이 개인적인 영어 교육방법으로 소개되고 있다. 새로운 외국어를 접할 때 습득하기 어려운 부분 중 하나가 발음이고, 발음이 외국어 말하기 실력에 중요한 요소이기 때문에 특별한 훈련이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 문제점에 대하여 충분히 인지하고 외국어 발음 향상에 도움을 주기 위하여 컴퓨터 보조 발음 훈련시스템을 개발하였다. 본 시스템은 발음 훈련과 억앙 훈련, 즉 문장 강세 훈련과 끊어 읽기 훈련을 포함하며, 사용자의 발화에 대해 적절한 평가와 피드백을 제공한다. 본 논문에서는 발음 훈련 시스템의 구성요소와 동작에 대하여 중점적으로 기술하였다.
현재 군부대 신병훈련소 및 경찰훈련, 서바이벌 게임장에 적용된 전술훈련시스템은 개활지 및 야지에서 별도의 훈련시스템이 없는 재래식 훈련 방식을 통한 훈련으로서, 실질적인 전장 상황 묘사에 따른 훈련성과를 기대하기 어렵다. 따라서, 본 논문에서는 현재 사용되고 있는 전술훈련시스템의 문제점을 개선하고, 고성능 MICOM을 탑재한 PCB를 이용하여 센서 감지, PC와 연동을 무선으로 제어하는 컨트롤러 및 실시간 전술훈련 평가 모니터링 시스템을 개발하고 GUI방식의 전술훈련 평가시스템을 설계 했다. 전술훈련 평가시스템은 센서 컨트롤 모듈과 전술훈련시스템을 원격으로 통제하고 훈련병들의 행동요령에 따른 훈련을 평가할 수 있고, 전술 훈련 시스템을 위한 센서 컨트롤러는 센서입력포트에 반사형 및 투과형 등을 상황에 맞게 선택적으로 설치할 수 있으며, 전장상황 묘사를 위한 24V 하드웨어 구동 모듈이다.
수년전 세월호 참사로 인해 안전수칙에 대해 경각심을 가지게 된 사회 분위기를 반영하여, 학생들과 일반인을 대상으로 하는 재난 대응 교육 시스템이 매우 시급하게 요구되고 있다. 본 연구에서는 재난 가운데 가장 많이 발생하는 화재 재난에 대해 가상현실을 활용한 4D 재난 대응 훈련시스템을 제안한다. 기업이나 학교 기숙사 등에서는 매년 일정한 패턴(시나리오)의 소방훈련을 받는다. 그러나 이러한 훈련은 한 번에 많은 시간과 공간이 필요하며 년1-2회로서 효율적이지 못하다. 제안하는 시스템은 가상훈련 시스템으로서 실제와 같은 체험이 가능하고 시간과 공간을 절약할 수 있으며 수시로 효율적인 소방훈련을 받을 수 있는 몰입형 4D 가상체험 시뮬레이션이다. 기존의 가상훈련 시스템은 매우 고가의 장비들이 필요하나 제안하는 시스템은 보급의 용이성을 위해, 저가의 HMD(Head Mounted Display)와 트레드밀을 이용하여, 체험할 수 있는 가상현실 4D 몰입형 재난 대응 훈련 콘텐츠이다.
현대는 시뮬레이션을 통하여 많은 모의 훈련을 대체하고 있다. 시뮬레이터는 고유의 훈련 임무를 수행하기 위하여 기획, 제작 되어진다. 하지만 현대와 같은 종합적인 입체훈련 체계는 고유의 훈련 임무 이외에 개개의 시뮬레이터의 임무가 가상의 종합 시뮬레이션 환경에 참가한 통합 훈련 체계의 필요성을 야기하게 되었다. 또한 각각의 시뮬레이터의 기능은 보다 세분화 되었으며 높은 성능을 요구하게 되었다. 현재 KA-32 헬기 시뮬레이터 영상 프로그램을 제작하고 있는 한국소프트스페이스(주)는 독립적인 시뮬레이터들에 HLA(High Level Architecture)를 적용하여 하나의 종합 훈련 시스템을 구축하였다. 고유의 임무를 지닌 시뮬레이테는 각각의 임무를 가상의 종합 훈련 환경에 참가하여 서로간의 훈련 효과를 극대화 시켜화 시켜준다. HLA 기반의 종합 훈련 시스템의 RTI(Run-Time Infrastructure)는 Pitch 사의 pRTI를 사용하였으며, 가상의 종합 시뮬레이션 환경의 핵심이 되는FOM(Federation Object Model)은 호환성을 및 모든 객체의 표현을 위하여 RPR FOM(Real-time Reference FOM)을 사용하였다. 본 종합 훈련 시스템에서는 각각의 시뮬레이션간에 최고의 성능을 내기 위하여, 기능 세부화 하여 구성하였다. Terrion 사의 FLAMES는 종합 훈련 시스템의 시뮬레이션 진행/설정 및 분석을 담당하며, Mantis는 훈련 상황을 사실감 있는 3 차원 영상으로 참가자에게 전달하여 준다.
연구목적: 본 연구는 에너지산업현장에서 재난 발생에 대비하여 훈련하는 안전한국훈련 상황에서 훈련시 사용할 수 있는 재난훈련시스템을 필요한 곳에 적절하게 사용할 수 있는 방안을 모색하는 것을 목적으로 한다. 연구방법: 논문, 보고서, 통계자료 등을 조사하고 현장방문하여 훈련상황을 조사하였다. 연구결과: 재난훈련시스템을 활용한 토론기반 훈련과 실행기반 훈련이 계획수립부터 자체평가까지 가능하게 잘 이루어지고 있었다. 결론: 재난훈련시스템은 재난 발생에 대비하는 기관의 자체 훈련, 재난대응안전한국훈련시에는 평가활동까지 복합적으로 활용할 수 있는 시스템으로 그 사용성을 높여 평소 활용 범위를 넓혀야 한다.
본 논문에서는 재난안전 대비 현장훈련시스템을 개발하기 위하여 현황을 분석하는 것이 목적이다. 현재 일반적으로 이뤄지고 있는 훈련은 실제 재난상황을 고려하지 않은 형식적인 훈련으로 재난유형 및 발생상황에 부적합한 훈련장소 및 시간에 실시하고 있다. 현재는 사전 공개된 훈련시나리오에 따른 연출된 보여 주기식 훈련으로 실제 재난상황이 발생할 때 의사결정 권한을 가진 지휘권자가 훈련에 불참하는 조직문화가 가장 먼저 해결되어야 하는 것으로 나타났다. 대형재난에 대한 대응능력을 강화하고 재난으로부터 국민을 보호하기 위한 안전훈련이 범국가적으로 진행되는 가운데 '안전한국훈련'을 에너지부분에서도 전국적으로 실시하고 있다. 미국, 일본의 재난대응훈련의 특징은 우리나라와 같이 평가지표 틀에 맞춘 시나리오를 개발하지 않고 있으며 시나리오 구성도 세분화하지 않고 단지 상황 설정과 대응 메시지, 돌발 메시지 등으로 위기대응 능력을 평가하고 있다는 것이다. 에너지산업 현장용 재난대비 훈련시스템 개발 및 구축은 국가안전 관리 측면에서도 매우 중요하다. 국가 차원의 종합 재난대응 및 인프라 제공을 위한 다수의 정보화사업이 추진되고 있으나 재난 정보를 활용한 사전 예방, 신속한 상황 전파, 정보공동 활용 및 대응 미진에 대한 종합적 진단이필요하다.
이글에서는 상지 동작 훈련 지원 시스템, 보행 훈련 및 하지 기능 회복 지원 시스템, 자세 균형 훈련장치 등 신체 기능 회복 및 훈련 지원 시스템과 자립형 이동을 위한 동작보조장치, 일상생활 지원 실버 기기, 개인 휴대형 골정 방지 시스템 등 일상생활 보조 지원 실버 기기에 대해 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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