본 연구는 사회성 상호작용 훈련자극에 반응하는 아동의 행동 및 정서적 긴장상태를 연산하는 심리반응 상태 추정 프로세스를 제안한다. 행동 중재에 필요한 훈련자극으로는 공동 주의(Joint attention) 사회성 훈련을 채택하고, 훈련프로토콜은 불연속 개별시도 훈련(DTT: Discrete trial training)기법이 적용된다. 공동 주의 훈련에서 사용자의 집중과 긴장 정도를 확인하기 위해 3가지 훈련자극용 콘텐츠를 구성한 후, 캐릭터 형태의 탁상 로봇을 이용하여 사용자에게 훈련자극을 수행하게 된다. 그런 다음, 비전 기반 헤드 포즈 인식기와 기하학 연산모델로 사용자 응시반응을 추정하고, PPG와 GSR의 생체신호를 심박변이도와 히스토그램 기법으로 신경계 반응을 분석한다. 로봇을 활용한 실험에서 공동 주의에 대한 각 콘텐츠 별 훈련에 사용자의 심리반응을 정량화 할 수 있음을 확인하였다.
최근 애완동물을 키우는 인구가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라 애완동물 관련 시장이 지속적으로 성장하고 있으며 애완동물 관련 용품의 수요도 증가하고 있다. 애완동물시장 중 가장 많은 비중을 차지하는 애완견시장에는 다양한 애완견용품들이 존재하지만 애완견용품에 관한 디자인가이드라인이 없어 사람의 판단에 의한 무분별한 애완견용품의 디자인이 진행되고 있다. 따라서 본 연구는 다양한 애완견용품 중 애완견용 모니터링 시스템을 중심으로 애완견용품의 디자인에 대한 가이드라인을 제시하고자 한다. 혼자 남아 있는 애완견을 여행지 등 어떠한 곳에서도 간단하게 스마트폰을 이용하여 모니터링 할 수 있으며, 신호 제어가 가능한 먹이통을 통해 먹이를 줄 수 있는 애완견 모니터링 로봇이다. 본 연구는 기존 IP Camera의 종류 및 기능을 파악하고 애완견의 행태 및 애완견의 신체 특징을 반영하여 애완견용 모니터링 제품으로써 필요한 최소한의 디자인 가이드라인을 제시하였다. 또 디자인 가이드를 적용한 시제품을 제작하여 시제품 작동에 대한 애완견의 행동을 관찰하여 문제점을 파악하였다. 그러나 본 연구는 연구 대상이 애견으로 다양한 애견의 만족도를 판단하기 위한 데이터 확보 및 연구기간의 한계가 있었으며, 더 많은 데이터 확보를 위해 향후 지속적인 관찰과 문제점 개선을 통한 후속 연구가 필요하다.
본 연구에서는 근전도 신호를 활용하여 정상인의 보행과 관련된 상지와 하지 근육의 신호를 확인하고 저항센서를 이용하여 정상적인 보행 패턴을 확인하였다. 대학생 15명을 대상으로 정지해 있을 때와 평지를 보행할 때, 상지의 4부위(대흉근과 승모근)와 하지의 10부위(대퇴직근, 대퇴이두근, 내측광근, 외측광근, 반막양근, 반건양근, 가자미근, 장비골근, 내비복근과 외비복근)에 전극을 부착하여 근전도를 측정하였다. 저항센서는 양측 발바닥의 8부위에 센서를 부착하여 보행시 발에 가해지는 압력을 측정하였다. 그 결과, 근전도 신호는 정지상태에 비하여 보행 시에 허벅지의 외측광근과 반건양근을 제외하고 모든 근육에서 유의하게 높은 진폭을 가졌다. 또한 보행주기의 두 단계인 입각기와 유각기와 관련된 근육을 확인하였다. 저항 센서의 신호 분석 결과, 평균 보폭 주기 동안 크게 입각기와 유각기의 두 주기와 세부적으로 여덟 단계 - 초기 접지기, 하중 반응기, 중간 입각기, 말기 입각기, 전 유각기, 초기 유각기, 중간 유각기, 말기 유각기 - 의 보행 주기를 확인할 수 있었다.
UCR 로봇의 유아교육 현장 적용의 효과적인 접근 방법을 모색하고 유아발달에 적절한 콘텐츠를 제공하기 위해 UCR을 활용한 유아 동극 콘텐츠를 개발하여 적용해보았다. 만5세 유아 5명과 보육교사 1명에게 콘텐츠를 적용한 결과, 본 콘텐츠는 유아에게 흥미를 제공하고 유아의 지속적인 참여와 활동에 대한 집중도를 높이는 활동으로 평가되었다. 개발한 UCR 활용 동극 콘텐츠는 유아교육현장에서 로봇활용 교육의 새로운 모델을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
빠르게 변화하는 21세기의 문화 흐름에 있어 공연예술은 그 고유의 정체성을 확립하는 동시에 상상력과 창의력을 바탕으로 한 새로운 표현양식을 필요로 하고 있다. 현대의 변화된 테크놀로지 환경은 최첨단 기술력을 뒷받침으로, 새로운 경험에 의한 사유의 확장을 가져오고 있는 것이다. 특히 예술표현에 대한 디지털 매체의 직접적인 개입은 공연 예술 주체인 인간의 신체성을 확장시키고 있다. 디지털에 의해 가상화된 신체는 물리적 한계를 벗어나 시공간의 경계를 넘나들며, 관객으로 하여금 새로운 상호 작용의 가능성을 제시하는 것이다. 본 논문에서는 세계 최초의 전문 로봇 배우인 '에버'를 중심으로 탈신체화 된 공연예술의 표현주체와 디지털화된 움직임에 대해 살펴보려 한다. 디지털 신체라는 새로운 표현 매체의 변화에 따라 등장한 로봇 배우는 테크놀로지적 가치 뿐 만 아니라, 문화 예술적 활용 가능성에 대한 연구가 필요하기 때문이다. 이를 위하여 이론적 배경으로 '에버'의 개발과정과 기능을 조사하고, 세계 최초라는 타이틀이 지니는 역사적 중요성과 함께 인간을 대신한 배우로서의 역할을 어떠한 방식으로 수행하는지 살펴볼 것이다. 그리고 구체적 사례연구로 공연예술 분야의 판소리 극 "에버가 기가 막혀(2009)"와 어린이 연극 "로봇공주와 일곱 난쟁이(2009)"를 조사하고, 그 외 다양한 활동분야에서의 활약을 통해 배우로서의 가능성을 살펴본다. 이를 통하여 로봇 배우의 발전적인 진화 방향 탐구와 공연예술에 미칠 영향력을 예상하고, 적극적인 문화 콘텐츠화 방안 추진으로 나아가 로봇 배우의 대중화와 활성화를 통한 고부가가치를 창출할 수 있는 방안 모색을 그 목적으로 한다. 로봇 테크놀로지가 융합된 공연은 예술적 실험의 한 형태로, 인간신체와 기계인간이 어우러져 기술적 상상력을 현실화시키며 미래형 공연예술의 변화를 초래할 것이다. 본 연구를 통해 공연예술과 로봇 테크놀로지와의 만남이 현 시대가 추구하는 하나의 총체적 문화 현상으로 공연예술 활성화에 긍정적인 영향을 미치며, 나아가 다양한 영역으로의 확장을 향한 계기가 되기를 기대한다.
과학-기술-사회에서의 창의력 교육은 창의적 사고의 과정과 과학적 지식 발달 이론에 근거하여 기존의 창의력 개발 교육보다 진일보한 방식으로 이루어져야 할 것이며 영재아를 위한 창의력 개발 교육의 구체적인 방안과 실천이 요구되고 있다. Wallas, Weisberg 등의 의해 창의적 사고 과정에 대한 논의가 이루어져 왔으나 최근 Finke 등에 의해 창의적 사고과정으로서 ‘생성단계’와 ‘탐구단계’로 구성된 GENEPLORE 사고 과정이 제안되었다. 또한, 창의력은 기반 지식의 영향으로 발휘된다는 연구들이 대두되어 왔음에도 불구하고, 지식발달론에 근거한 창의력 교육 문제는 논의 수준에 그치고 있다. Piaget(1977), Gallagher(1981) 등은 지식발달이 경험적 추상과 반성적 추상의 과정에 기초하여 이루어지고 있음을 이론적 및 실증적으로 규명해 낸 바 있으며 최근 인지과학 분야의 연구성과는 지식발달의 과정을 다루는데 초점 맞추어지고 있다. 이 연구에서는 컴퓨터, 네트웍, 바이오텍, 로봇, E-비즈니스, E-교육, E-건강, 나노텍, 오락 등의 과학-기술-사회 주제를 중심으로 영재아를 위한 ‘개인과 창의적 사고 방법 및 사횔 및 과학기술을 통합적으로 다루는 창의적 사고 모형을 개발’하였으며, 구체적인 프로그램 내용구성을 소개하였다.
로봇을 통한 창의성과 문제해결력 신장에 대한 기대뿐만 아니라 영재교육 등의 다양한 요구에 의해 사교육 및 방과후학교 로봇교실은 매우 활성화되어 있다. 그러나 로봇교육은 인지적 영역뿐만 아니라 정의적 영역에 대한 효과도 매우 크게 기대되는데, 경제적 형편이 어려운 아동에게는 로봇키트 등의 가격 부담으로 균등한 기회조차 주워지지 못하는 실정이다. 이에 본 연구에서는 서울시의 u-러닝 사업의 일환으로 저소득층 아동들을 대상으로 통제집단과 실험 집단으로 나누어 무상으로 1년간 로봇교육을 실시하여, 정의적 영역과 인지적 영역 그리고 창의성의 유창성 부분에서 어떠한 변화가 일어나는지에 대한 관찰연구를 실시하고 있다. 이에 본 연구에서는 서울시의 u-러닝 사업의 일환으로 저소득층 아동들을 대상으로 통제집단과 실험집단으로 나누어 무상으로 1년간 로봇교육을 실시하여, 정의적 영역과 인지적 영역 그리고 창의성의 유창성 부분에서 어떠한 변화가 일어나는지에 대한 사전사후 비교연구를 실시하고 있다. 현재까지 관찰로 아이들의 태도가 변화하는 성공사례들이 나타나고 있어, IT와 접목된 로봇교육을 통하여 저소득층 아동의 창의적이고 자발적인 태도를 육성하기 위한 가능성이 보여진다.
지뢰는 민간인을 무차별적으로 죽이고 불구로 만들기 때문에 인도주의에 이의를 제기한다. 지뢰는 군인과 민간인을 구별하지 않고, 수십년동안 작동하는 무기이다. 그 결과, 대부분 지뢰 희생자는 아무 죄가 없는 남녀노소이다. 이러한 목적으로 새로운 기술의 지뢰탐지 방법과 이동로봇이 필요한다. 우리의 연구는 지뢰탐지를 위한 소형 이동로봇을 개발하는 것과 지뢰 탐지, 탐지된 지뢰를 구분하는 것이다. 이 논문에서 전자기 센서를 사용하여 지뢰를 탐지했고, TRIZ의 6단계 창의성을 이용하여 탐지된 물체가 금속인지 M14 비금속 지뢰인지를 명확하게 판별하였으며, TRIZ를 이용한 새로운 지뢰 탐지 및 판별 방법을 제안하였다.
<지구용사 벡터맨>은 한국 특촬물 시리즈를 대표하는 작품이자 특촬물 시리즈 중 가장 큰 성공을 거둔 작품이다. 이 작품이 등장할 수 있었던 것은 80년대 중반부터 계속된 일본 특촬물의 인기와 로봇 애니메이션의 유행이 있었기 때문이다. 한국의 텔레비전 방송에서는 어린이 프로그램의 고질적인 문제인 수입프로그램의 범람과 거듭된 재방송으로 인해 국산 어린이 프로그램에 대한 필요성이 꾸준히 대두되고 있었다. 그러나 90년대 중반 한국 애니메이션의 인기가 줄어들면서 애니메이션 제작에 대한 부담감 또한 증가할 수밖에 없었다. 그로 인해 <지구용사 벡터맨>은 애니메이션이 아닌 특촬물로 제작되었는데, 이때 특수효과기술을 방송국에서도 사용할 수 있는 환경이 조성되던 시기적 특성과 맞물려 컴퓨터 시각효과가 적극적으로 사용되었다. <지구용사 벡터맨>이라는 새로운 국산 특촬물 시리즈의 등장에 대한 반응은 폭발적이었다. 벡터맨 시리즈는 이제 우주의 과학기술이라는 모호한 단어 대신 DNA 합성, 뇌세포 변이, 특수심리조종장치 등 구체적인 과학적 용어들을 활용해 우주적 존재들의 능력을 설명한다. 비록 그 과정과 원인에 대해서 상세하게 말할 수는 없으나 공상과학이 아닌 구체적 용어들로 정의되는 모습은, 이제 한국사회에 과학적 상상력이 구체적인 형태로 발현되고 있음을 보여 준다. 그리고 벡터맨과 우주인들의 동등한 관계는 지구의 과학 용어로 설명되는 우주의 과학은 지구로 대변되는 한국 과학 기술 발전에 대한 자신감의 표현이기도 하다. 그러나 여성캐릭터들은 과학의 영역으로 진출하지 못하고 여전히 비과학적 존재로 묘사되며 과학적 인식에 대한 한계를 드러낸다.
뇌파는 초기에 원숭이가 모터로 팔을 조작하기 위한 방법에 관한 연구로 시작되었다. 최근에는, 측정한 뇌파를 치매 환자의 치매 진행 정도를 늦추거나 집중력결핍 과잉행동장애 아이들의 집중력을 높이기 위한 연구들이 진행되고 있다. 그리고 저가의 뇌파 측정 장치가 출시되면서 게임 인터페이스로도 사용된다. 뇌파로 게임을 제어할 때의 문제점은 사람마다 평균 진폭, 평균 파장 그리고 평균 진동 횟수가 다르다는 것이다. 뇌파 차이는 뇌파로 게임을 제어할 때 형평성 문제를 발생시키기 때문에 뇌파를 정규화해서 사용하는 방법이 필요하다. 이 논문에서는 정규분포를 사용해서 측정한 뇌파를 정규화하고 제어로 사용할 파형을 계산하는 방법을 제안한다. 이를 위해서 뇌파 변환 과정을 7단계로 나누어 처리하는 프레임워크를 제안하고 각 단계에 필요한 계산과정을 기술한다. 실험에서는 BCI 영어단어 학습 프로그램에 제안한 방법을 적용하여 두 피험자 파형을 비교했다. 실험에서는 두 피험자의 파형 유사 정도를 상관계수로 측정했다. 명상 값은 제안한 방법을 적용할 때 약 13%가 증가되었고 집중 값은 약 8%정도 증가되었다. 제안한 정규화 방법은 뇌파에 반영된 개인의 특성을 줄여서 제어에 적합한 파형으로 변환하기 때문에 게임과 같은 응용프로그램에 적합하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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