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시각장애인의 보행을 위한 보조기기 가이드라인 개발 및 적용 사례 연구
  • 연구자가 한국연구재단 연구지원시스템에 직접 입력한 정보입니다.
사업명 중견연구자지원사업 [지원년도 신청 요강 보기 지원년도 신청요강 한글파일 지원년도 신청요강 PDF파일 ]
연구과제번호 2010-327-G00042
선정년도 2010 년
연구기간 2 년 (2010년 05월 01일 ~ 2012년 04월 30일)
연구책임자 양승호
연구수행기관 인제대학교
과제진행현황 종료
과제신청시 연구개요
  • 연구목표
  • 본 연구에서는 시각장애인들의 보행에 실질적인 도움을 줄 수 있는 보조기기 개발의 바탕을 제시하고자 한다. 시각장애인들의 원활한 보행을 위해서 필요한 정보와 제공되는 정보의 형태를 파악하는 것은 시각장애인의 보행 보조기기 개발에 있어서 무엇보다도 중요하다는 전제에서 본 연구는 시작한다.

    본 연구는 다음과 같은 의문점으로부터 출발한다.

    - 시각장애인의 보행을 위해 지팡이와 같은 효과적인 보조기기는 없는가?
    - 시각장애인은 실내 보행의 경우 현재의 위치와 자기를 둘러싼 공간을 어떻게 인지하는가?
    - 시각장애인은 주변 정보를 어떻게 인지하는가?
    - 시각장애인은 보행에 있어서 어떤 정보를 필요로 하는가?
    - 시각장애인은 어떤 시점에 특정 정보를 필요로 하는가?
    - 시각장애인은 어떠한 프로세스로 이동을 하는가?
    - 시각장애인이 직관적으로 인지할 수 있는 주변 공간 및 환경에 대응하는 절절한 정보의 형태는 무엇인가?
    - 이동 보조기기는 어떠한 형태로 시각장애인이 필요한 정보를 제공할 수 있는가?


    ● 연구 목적 및 목표
    시각적 제약으로 인하여 시각장애인들이 처하고 있는 보행의 불편을 보다 깊이 이해하고, 이들의 보행에 실질적인 도움을 줄 수 있는 보조기기 개발을 위한 바탕을 제시하고자 기획된 본 연구 -시각장애인의 보행을 위한 보조기기 가이드라인 개발 및 적용 사례 연구- 의 세부 연구 목표는 다음과 같다.

    - 시각장애인들의 실내 보행 특성 파악.
    - 시각장애인들의 공간 인지 특성 파악.
    - 시각장애인의 보행 프로세스 파악.
    - 시각장애인의 원활한 실내보행을 위해서 제공되어야 할 정보 및 제공 시점 파악.
    - 시각장애인의 원활한 실내보행을 위해서 제공되어야 할 정보의 형태 파악.
    - 시각장애인 보행 보조기기 개발을 위한 가이드라인 수립.
    - 시각장애인의 원활한 실내보행을 위한 보조기기 프로토타입 개발 및 평가.


    ● 예상 연구 결과
    - 시각장애인 보행에 관한 이론적 고찰 및 연구 이슈.
    - 시각장애인들의 실내 보행 특성 및 공간 인지 특성.
    - 시각장애인의 보행 프로세스
    - 시각장애인의 원활한 실내보행을 위해서 제공되어야 할 정보 및 그 정보의 형태.
    - 시각장애인 보행 보조기기 개발을 위한 가이드라인.
    - 시각장애인의 원활한 실내보행을 위한 보조기기 프로토타입 및 평가
  • 기대효과
  • 사회 참여를 통해 자신의 역할을 다하고자 하는 장애인들의 욕구는 앞으로 더 적극적으로 표현될 것이고, 장애인의 권리를 확보하려는 운동과 흐름들도 증가됨에 따라서 물리적, 사회적 환경개선이나 보조공학에 대한 욕구는 그 이상으로 증가할 것이다. 또한 “보조공학 산업 발전을 위한 우선과제와 해결 방안 토론문” (강태건, 2006)에서 장애인의 재활에 필수적인 장애인보조기구를 생산하는 산업은 향후 장애인복지 분야에서 그 역할과 비중이 점점 증대될 것으로 예상되고 있으며, 특히 장애범주의 지속적인 확대, 사회참여에 대한 욕구의 다양화와 함께 인구고령화 등으로 인한 장애인구의 지속적인 증가로 인하여 재활보조기구에 대한 수요는 급속히 증가할 것으로 전망하고 있다. 이에 따라 장애인 보조기구 산업을 21세기의 전략산업으로 집중 육성할 필요가 있다고 강조하고 있다.

    특히 국내에서는 시각장애인의 보행에 관한 심도 있는 연구는 아직 미흡하며, 이에 대한 학문적 체계 또한 수립되지 않은 형편이다. 우리나라는 IT를 기반으로 하는 소비제품의 생산과 수출이 국가경제의 큰 축을 이루고 있는데, 정보화 시대에 시각장애인의 정보격차 현상이 오히려 심화되고 있는 상황을 고려해 볼 때, 본 연구는 시각장애인의 이동 보조기기 개발의 가이드라인 수립과 적용 사례 연구를 통하여 조기에 연구 성과를 축적함은 물론 국가 산업 경쟁력 강화에 큰 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.

    본 연구는 시각장애인의 보행을 보조해 주는 보조기기의 개발에 따른 일련의 기초연구를 바탕으로 시각장애인 보행 보조기기 디자인 가이드라인을 개발하고 또 개발된 가이드라인을 적용한 사례 연구를 진행하고자 하며 본 연구의 결과는 국내 산업계에서 실질적으로 활용할 수 있는 내용으로서 다음과 같이 활용한다.

    - 사례 연구 결과의 논문 발표에 의한 연구 결과 공유
    - 가이드라인 개발 및 발표에 의한 연구결과 공유
    - 연구 종료 후 국내 산업체와의 공동 개발에 의한 실용화 방안 모색
  • 연구요약
  • 주변의 시각 정보를 습득할 수 없고 공간에 대한 인식이 적은 시각장애인들에게 있어 가장 심각한 문제는 보행의 어려움과 이로 인한 이동의 제한이다. 일상생활에서 곳곳을 옮겨 다니는 일은 필수적이며 이것이 자유롭지 못하면 생활 전반에 지장이 초래되기 마련인데, 이러한 보행의 불편은 시각장애인들의 경험과 사회접촉의 기회를 제한한다. 시각장애인들에게는 넓고 복잡한 곳이나 길을 모르는 생소한 장소뿐만 아니라 실내 공간처럼 좁은 공간에서도 큰 장애가 생긴다. 보행과 길찾기에 있어 시각장애인들은 비장애인들과 비교하여 다른 행위 방식과 개념을 형성하고 있고, 매우 다른 문제들에 부딪히고 있다.
    이에 본 연구에서는 시각적 제약으로 인하여 시각장애인들이 처하고 있는 대표적인 어려움인 보행의 불편을 보다 깊이 이해하고, 시각장애인들의 보행의 과정에서 발생하는 주변 정보의 수집과 보행 프로세스를 분석함으로써 이들의 보행에 실질적인 도움을 줄 수 있는 보조기기를 디자인하기 위한 바탕을 제시하고자 한다. 무엇보다 비장애인들과는 다른 경험과 요구사항을 가진 시각장애인들의 이동 행위를 분석함으로써 보조기기의 디자인에 있어 비장애인의 시각이 아닌 시각장애인의 입장과 요구를 반영할 수 있는 기반을 구축하고자 함이 본 연구의 궁극적 목적이다.
    시각장애인들이 어려움을 겪고 있는 것은 실내와 실외의 보행 전반에 관한 것이나 실내에서의 이동과 실외에서의 이동은 시각장애인들이 필요로 하는 주변 정보와 보행의 장애물이 매우 다르며, 보조기기의 디자인에 있어서도 구현 기술이 달리 적용된다. 본 연구에서는 우선적으로 실내에서의 이동 행위를 그 연구의 대상으로 하되, 보다 다양하고 복잡한 상황을 수반하는 실외에서의 보행과 길찾기에 대한 연구는 본 연구의 결과를 바탕으로 향후 추가적으로 실시되어야 할 것이다.
    본 연구는 시각장애의 보행 특성, 시각장애인의 공간 인지 특성, 사용자 행위 분석 및 인터페이스와 같은 다양한 연구 분야와 관련되어 있다. 따라서 연구 시작 단계에서는 이와 같은 연구 분야의 최근 성과를 이해하고 분석하여 수행되는 심화연구의 기초를 마련한다. 특히 각 분야의 정의와 연구와의 관계성 등을 자세히 고찰하여 본 연구가 집중해야 할 부분과 발전 가능성 및 심화 실험연구의 설계 관련 문제들이 집중적으로 논의된다. 문헌 연구 단계에서 진행된 연구결과를 바탕으로 시각장애인의 보행보조기기 디자인 가이드라인 개발을 위한 세부 연구목표 달성을 위해 다양한 실험을 실시하고 그 결과를 평가 할 것이다. 실험연구는 크게 관찰 및 심층 인터뷰 (Observation & Interview)와 사용자 참여 워크샵 (Participatory Design Workshop)으로 이루어진다.

    관찰 및 심층 인터뷰는 기초조사를 위한 인터뷰와 그들의 보행관련 문제 및 특성 파악을 위한 관찰 및 인터뷰로 나누어서 수행된다. 기초조사를 위한 인터뷰는 시각장애인들의 고충과 니즈를 파악하기 위한 사전 조사의 목적으로 실시될 것이다. 시각장애인들의 보행 특성, 보행 프로세스 및 공간 인지의 특성을 파악하기 위해 실시되는 실험은 시각장애인들이 정해진 목표지점까지 이동하는 동안 관찰과 영상기록을 병행하여 인터뷰가 실시된다. 이는 보행의 매 순간 시각장애인들이 수행하는 정보의 수집과 판단의 과정을 놓치지 않고 인터뷰하기 위한 것으로 Thinkaloud 방법을 변형한 방식으로 실시된다.
    관찰 및 심층 인터뷰 (Observation & Interview)를 통해서는 다음의 세부 연구목표가 수행된다.
    - 시각장애인의 실내보행 특성 분석
    - 시각장애인의 공간 인지 특성 분석
    - 시각장애인들의 실내 보행 프로세스 분석
    사용자 참여 워크샵 (Participatory Design Workshop)을 통해서는 다음의 세부 연구목표가 수행되는데 이 단계에서는 관찰 및 인터뷰에 참가한 피 실험자들이 1차 실험 결과를 바탕으로 추출된 연구 결과에 대한 다양한 평가 및 대안 도출의 역할을 수행하게 된다.
    - 시각장애인의 실내보행에 필요한 정보 특성 파악
    - 시각장애인의 실내보행을 위한 보조기기 프로토타입 평가
  • 한글키워드
  • 보행 보조기기,시각장애인,시각장애
  • 영문키워드
  • walking assistance,visually impaired,blind
결과보고시 연구요약문
  • 국문
  • 이 연구에서는 시각적 제약으로 인하여 시각장애인들이 처하고 있는 대표적인 어려움인 보행의 불편을 보다 깊이 이해하고, 시각장애인들의 보행 과정에서 발생하는 주변 정보의 수집과 보행 특성 분석을 바탕으로 이들의 독립보행을 실질적으로 지원할 수 있는 보조기기의 인터페이스를 고찰하였다.
    구체적으로 살펴보면 먼저 시각장애인의 실내 보행 특성을 분석하는데, 이것은 이들의 보행 특성을 반영한 인터페이스 개발의 기초연구 목적으로 수행된다. 그리고 시각장애인들의 독립보행을 지원하기 위한 촉각지도의 인터페이스를 개발한다. 인터페이스 개발에 있어서는 정안인을 위한 픽토그램의 개념과 같이 불특정 다수의 시각장애인들이 빠르고 쉽게 이해할 수 있도록 표현된 촉각 중심의 상징기호인 택타일그램을 활용한다. 또한 택타일그램을 활용한 촉각지도 인터페이스에 대한 사례연구를 통하여 시각장애인의 원활한 실내 보행을 위해서 촉각지도 인터페이스가 실질적으로 효용성이 있는지를 검증하고, 촉각 중심의 상징 기호인 택타일그램이 보행 중 이들의 정보 습득 요구를 충분히 반영하는지를 평가한다.

    먼저 기초 연구에 앞서 시각장애인의 보행 보조와 관련한 선행 기술 및 연구 사례들을 고찰함으로써 본 연구의 구체적인 방향 설정을 위한 기초를 마련하고자 하였다. 시각장애인들의 실내 보행 특성을 분석하기 위한 연구에서 이들의 보행은 진행 경로에 대한 공간적인 이미지를 형성하고 이를 따라 진행되기 보다는 현재위치의 파악과 다음 진행 변경 지점까지의 방향 설정을 반복함으로써 이루어지며, 요구되는 정보는 동일한 패턴으로 이어지기 보다는 보행 중 접하게 되는 주변 환경과 상황에 따라 변함을 알 수 있다.
    이어서 시각장애인의 실내 보행을 지원하기 위해서 방향정위에 대한 단서를 원활하게 제공하는 동시에 이동 중에 발생하는 다양한 정보 요구에 부응할 수 있는 인터페이스를 고찰하였다. 그 결과로 이동 이전에 방향정위에 관한 단서 제공을 목적으로 한 촉각지도인 ‘햅틱사이트’와 이동 중에 요구되는 정보를 제공하기 위한 ‘모바일 햅틱사이트’ 개념을 정립하였다.
    또한 연구의 결과인 택타일그램과 이것이 적용된 촉각지도 인터페이스에 대한 사례 연구를 수행하였는데 이것은 시각장애인들의 실제 보행 환경에서 촉각지도 인터페이스가 어떻게 기능할 수 있는지에 대한 효용성 평가를 포함한다.
    시각장애인의 독립적인 실내 보행을 지원하기 위한 보조기기의 인터페이스를 개발을 목적으로 한 본 연구는 그 시작 자체가 큰 의미를 가질 것으로 본다. 본 연구에서는 불특정 다수의 시각장애인이 함께 소통할 수 있는 촉각 중심의 상징 기호인 택타일그램과 이를 활용한 촉각지도 인터페이스를 개발하였는데 이는 시각장애인들의 보행에서 방향정위에 관한 단서 제공과 아울러 이동 중에도 전방 경로에 대하여 적절하게 제한된 정보를 촉각을 통해서 제공한다. 이것은 향후 시각장애인들의 보행 보조 기기 연구에 있어서 기초 자료로 활용될 것으로 기대하며 관련 분야의 후속 연구를 촉발하는 촉매제로 기능할 것으로 본다.
  • 영문
  • This study aims to have a better understanding of representative troubles facing the blinds due to the visual limitation, and to consider the interface of practical assistive devices to support their independent walking by collecting the information of environment where the blinds walk through and analyzing their walking behaviors.
    To put it concretely, it analyzes the indoor walking features of the blinds with the purpose of the basic research of interface development reflecting the features. Then it develops the interface of tactile graphics to support independent walking of the blinds. In terms of developing the interface, it uses the Tactilegram, the tactile-centered symbol which is represented for unspecified blinds to understand fast and easy like the concept of pictogram for normal people. It also verifies if the tactile graphics interface is practically efficient for smooth indoor walking of the visually impaired through case studies of the Tactilegram interface, and evaluates if the Tactilegram reflects the demands of acquiring enough information.
    While the visually impaired have difficulties in generally walking at indoor and outdoor, it is considered that indoor and outdoor walking are significantly differ from each other in terms of the type of surrounding information, the methods and techniques provided. This study regards on the indoor walking only, and the moving outdoor is not included in the scope of the research.
    Prior to the basic study, it is to consolidate the foundation for setting up the concrete direction for the study by examining prerequisite technologies and case studies of assisting the walking of blind people. When analyzing the indoor walking behaviors of the blind people, it is able to confirm that they repeat identifying current position and setting the direction toward the next position rather than formulating and following spatial image of the path, and the required information changes according to the surrounding conditions and situations rather than following identical pattern.
    After that, while providing the clues of orientation for supporting the indoor walking of the blind people, it considers the interface meeting the different requirements occurring in the process of the movement. As the result, it establishes the concept of “Haptic Sight,” the tactile graphics for providing clues of the orientation prior to the movement and “Mobile Haptic Sight” to provide information required during the movement.
    In addition, the study carries out case studies of Tactilegram as a result of the research and the tactile graphics interface to which Tactilegram is applied, and they include the assessment of efficiency of how the interface function in the actual walking condition.
    The initiative of the study itself, aiming to develop the interface of assistive device to support independent walking of the blind people, is expected to have a quite significance. This study suggests the Tactilegram, the symbol mark for many and unspecified blind people to communicate each other, and the tactile graphics interface using the Tactilegram. The tactile graphics interface provides clues of orientation and properly limited information of forward path through the tactual sense. It is expected to be used as the foundation of the studies on assistive devices for walking of the blind people and to act as the catalyst to stimulate the follow-up researches on related realm.
연구결과보고서
  • 초록
  • 본 연구에서는 시각장애인들의 실내 보행에 있어서 방향정위에 관한 단서를 원활하게 제공하는 동시에 이동 중에 발생하는 다양한 정보 요구에 부응할 수 있는 촉각 중심의 인터페이스를 개발하고자 하였다.
    이를 위해 먼저 시각장애와 시각장애인의 이해를 위한 이론적 접근과 관련 분야에서 수행된 다양한 유관 선행연구들을 고찰한다. 세부적으로 보면 시각장애의 개념과 시각장애로 인해 시각장애인이 일상생활에서 겪는 문제점을 파악하였으며, 시각장애인의 특성과 이들의 일상생활을 지원하기 위해 사용되는 각종 보조기기들에 대한 조사와 특성을 분석하였다. 또한 이들의 보행을 지원하기 위해 개발된 보행보조수단에 대한 조사를 거쳐 보행보조와 관련된 국내/외 선행연구를 조사하였으며 그 한계점을 고찰하였다.
    이어서 시각장애인의 실내 보행의 특성 분석을 주제로 이들의 실내에서의 이동과 길찾기와 관련한 보행 프로세스 파악, 지팡이에 의존한 정보 수집 패턴 파악 그리고 실내 보행에서 지팡이 사용 패턴 분석을 실시하였다. 이를 위하여 보행 특성 파악을 위한 3차례의 표적 집단면접과 관찰을 실시하였으며, 연구자의 요청에 따라 정해진 경로를 보행하는 다수의 시각장애인의 길찾기 과정을 촬영한 영상을 분석하였다.
    또한 보행보조기기 인터페이스 지침에 의거하여 촉각상징기호를 활용한 시각장애인용 촉각지도 인터페이스 연구를 수행하였다. 단계별로 보면 촉각상징기호를 활용한 촉각 인터페이스 개념 연구와 2회에 걸쳐 사용자 참여 워크숍을 통한 보완이 이루어졌으며 촉각인터페이스를 위한 촉각상징기호를 개발하였다. 이어서 시각장애인의 촉지각 범위를 파악하기 위한 실험과 촉지각 특성과 관련된 선행 연구의 고찰을 통해, 촉각 인터페이스에 적용되어 촉각을 통해 정보를 제공하기 위한 단위 요소의 물리적 특성을 규정하였다. 이에 따라 촉각상징기호 활용을 기본으로 한, 시각장애인의 방향정위에 관한 단서 제공의 기능을 하며 건물 전체의 공간 환경에 관한 정보제공용 촉각지도와 이동 중에 주변 환경에 대한 정보를 제공하는 휴대형 촉각지도의 인터페이스를 개발하였다.
    최종적으로 연구의 결과물인 시각장애인의 실내 보행 보조기기에 적용하기 위해 개발된 촉각상징기호와 이를 적용한 촉각지도 인터페이스를 구체화하기 위한 사례연구를 수행하였다. 또한 연구 결과물에 대한 효용성 평가를 실시하며, 결과에 대한 이론적 타당성을 보완하고 한계점을 고찰하였다.
    연구 전반에 걸쳐 지속적으로 인터페이스 개발에 참여한 시각장애인을 대상으로 한 시스템 전반에 관한 효용성 평가에서, 몇 가지 보완되어야 할 문제점이 노출되었음에도 불구하고 참가자들은 촉각상징기호와 이것이 적용된 인터페이스에 대해 빠르게 학습하고 원활한 실내 보행을 보조할 수 있는 대안으로 평가하였다.
  • 연구결과 및 활용방안
  • 본 연구에서는 시각장애인들의 실내 보행에 있어서 방향정위에 관한 단서를 원활하게 제공하는 동시에 이동 중에 발생하는 다양한 정보 요구에 부응할 수 있는 촉각 중심의 인터페이스를 개발하고자 하였다. 특히 인터페이스 개발에 있어서는 불특정 다수의 시각장애인들이 빠르고 쉽게 이해할 수 있도록 나타낸 촉각 중심의 상징기호인 택타일그램을 활용하는 것이 핵심이다.
    단계적으로 보면, 먼저 시각장애와 시각장애인의 일반적인 특성에 대한 고찰에서는 시각장애의 개념과 이로 인해 초래되는 일상생활 그리고 시각장애인의 특성 및 이들의 일상생활을 지원하는 보조기기에 관한 세밀한 조사가 이루어졌다. 또한 시각장애인들의 실내 보행 특성을 분석하였다. 이들의 보행과 길찾기 행위에 대한 관찰과 인터뷰를 통하여 분석된 내용을 바탕으로 보행 보조기기의 인터페이스 디자인을 위한 주요 지침을 정립하였으며, 이에 의거하여 촉각상징기호인 택타일그램과 이것이 적용된 시각장애인용 촉각 인터페이스를 개발하였다. 개발된 인터페이스 컨셉과 택타일그램은 두 차례에 걸친 사용자 참여 워크숍을 통해서 보완되고 발전되었다.
    최종적으로 시각장애인의 독립적인 실내 보행을 위해 방향정위와 이동의 측면에서 요구되는 정보를 촉각에 의해 제공할 수 있는 인터페이스 개념이 반영된 두 종류의 보조기기를 개발하였다. 방향정위에 관한 단서를 제공하는 촉각중심의 인터페이스를 가진 대형 촉각지도인 햅틱사이트와 시각장애인이 실내에서 이동 중에 주변 환경 정보를 제공받을 수 있는 동일한 인터페이스의 휴대형 보조기기인 모바일 햅틱사이트가 그것이다
    개발된 인터페이스의 기술적 검토를 거친 후, 효용성을 평가하기 위한 실험을 위해 시각장애인들이 자주 왕래하는 세 곳의 건물을 모델로 선정하여 모의실험을 실시하였으며 이것이 수행된 조건과 동일한 프로토타입을 제작하였다. 연구 전반에 걸쳐 지속적으로 인터페이스 개발에 참여한 시각장애인 8명을 대상으로 한 시스템 전반에 관한 효용성 평가에서, 몇 가지 보완되어야 할 문제점이 노출되었음에도 불구하고 참가자들은 택타일그램과 택타일그램이 적용된 인터페이스에 대해 빠르게 학습하고 원활한 실내 보행을 보조할 수 있는 대안으로 평가하였다.
    이 연구 결과물은 국내 산업계에서 실질적으로 활용할 수 있을 것으로 기대하며 국내 기업과의 공동 개발을 통한 실용화 방안을 모색할 것이다. 또한 사례연구의 결과물은 전문 학술지 게재를 통하여 연구결과를 관련 분야와 공유하여 보다 실천적인 연구의 기초 자료로 활용될 것으로 기대한다.
  • 색인어
  • 시각장애인, 보행, 보행보조기기, 촉각지도, 촉각상징기호
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