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Research Projects Detailed Information

가상현실 속 인간의 현존감 제고를 위한 인지 친화적 인터랙션 디자인
A cognition-oriented interaction design for improving the human presence in virtual reality
  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Program 학제간융합연구사업 [지원년도 신청 요강 보기 지원년도 신청요강 한글파일 지원년도 신청요강 PDF파일 ]
Project Number 2018S1A5B6069474
Year(selected) 2018 Year
Research period 5 Year (2018년 09월 01일 ~ 2023년 08월 31일)
chief of research 홍우평
Executing Organization 건국대학교
the present condition of Project 진행중
Cooperation researcher 김형석(건국대학교)
노수림(충남대학교)
남윤주(건국대학교)
윤신애(건국대학교)
김지인(건국대학교)
한경훈(부산대학교)
전문기(건국대학교)
Research Summary
  • Goal
  • (1) 연구 착안점
    ■ 4차 산업혁명시대의 인간은 실제 세계 뿐 아니라, 실용적, 오락적 필요성을 충족하기 위해 가상현실(virtual reality) 속에 존재하게 되는 기회가 지속적으로 늘어날 수밖에 없으며, 이러한 예측은 대표적 ICT에 속하는 가상현실 구현 기술의 눈부신 발전과도 깊이 연계되어 있음.
    ■ 따라서 가상현실을 포함하는 사이버스페이스 속 인간의 정체성, 존재감, 행복지수 등에 대한 철학적, 사상적 고찰의 중요성 못지않게, 구현된 가상현실이 오감을 통해 유입되는 다양한 정보에 대한 인간의 감각-지각-인지-정서 기제에 순응함으로써 현존감(presence)을 안정적으로 유지시켜주는가의 이슈 또한 현실적으로 매우 중요함.
    ■ 특히 ‘인간중심 ICT’를 ‘인간의 행복과 만족을 극대화하는 정보통신기술’로 이해할 때, 이의 실현은 인간의 본성/특성에 대한 탐구가 정보통신기술에 구체적으로 활용 가능한 지표를 도출하는 수준으로 ‘자연과학화’하지 않고서는 거의 불가능할 것임.

    (2) 핵심 연구목표
    ■ 본 연구는 상술한 인식을 바탕으로 ‘커뮤니케이션학-인지심리학-소프트웨어공학’을 연계하여 4차 산업혁명의 궁극적인 지향점인 인간중심 ICT에 실질적으로 기여하는 융합 연구모델을 개발하고자 함.
    ■ 특히 인지과학의 여러 가지 인간 요소(human factors) 측정 기법이 보다 인간 친화적인 ICT의 구현에 필수적이라는 전제 하에, 인간의 자동적, 무의식적 정보처리를 반영하는 여러 가지 생체신호(뇌파, 안구운동, 표정, 피부전도, 심장박동) 데이터에 기반하여 가상현실에서의 현존감을 좌우하는 사용자, 콘텐츠, 디바이스 요소들 간의 함수를 도출하고 이를 바탕으로 가상현실에서의 인간 수행을 제고하는 인터랙션 디자인 원리를 찾아내고자 함.
    ■ 이러한 융합 연구모델을 보다 광범위한 ICT 서비스/디자인 품질의 과학적 평가와 인지 친화적 혁신에 장기적으로 활용할 수 있는 방안을 제시하는 것이 본 연구의 궁극적인 목표임.
  • Expectation Effectiveness
  • (1) 학문적 측면
    ■ 다원 생체신호 연동 분석 플랫폼을 활용한 인지과학 기초연구역량 강화
    본 연구에서 생체신호 데이터의 신뢰도를 높이기 위해 개발하는 연동 분석 기법이 다시 인지과학 분야의 기초 연구에 환류 됨으로써 그동안 한 가지 생체신호 측정 데이터와 반응시간 등 행동반응 데이터의 조합에 주로 의존하던 인간 정보처리 연구의 방법론적 제고에 기여하게 될 것임.
    ■ 휴먼팩터 통합 분석 알고리즘에 기반한 HCI 연구방법 혁신
    본 연구는 가상현실 분야만 아니라 HCI 전 분야에서의 접근법이 주관적 설문에 기반하여 사용자의 경험을 추론하는 방식에서 다원적 생체 신호에 기반하여 사용자의 행위와 콘텐츠 간의 연관관계를 과학적으로 도출하는 방식으로 전환하는 데 기여할 것임.
    ■ 실효성 있는 학제 간 융합연구 활성화
    ‘인간 수행력의 증진을 목표로 하는 NBIC 기술 융합’이라는 명확한 융합의 정의에 토대를 둔 본 연구는 ‘융합을 위한 융합’, 또는 융합이 용이하지 않은 영역들 간의 표면적, 용어적 융합에 그칠 소지가 거의 없으며, 따라서 연구 결과의 활용성과 별개로 국내 융합연구 역량의 질적 제고에 중요한 기여를 할 수 있을 것임.

    (2) 사회적 측면
    ■ 가상현실 서비스 대중화
    본 연구는 가상현실 서비스의 대중화에 걸림돌이 되고 있는 여러 가지 구현 기술상의 제약들을 극복할 수 있도록 함으로써 장기적으로 4차 산업혁명의 디지털 기술을 보다 많은 사람들이 향유하는 데 기여할 것이며, 이를 통해 새로운 사회적, 경제적, 문화적 가치와 편의성을 창출할 수 있을 것으로 기대됨.
    ■ 생체신호 데이터의 실용 커뮤니케이션 분야 활용성 제고
    본 연구에서 개발하게 될 다원 생체신호 측정분석 플랫폼이 다양한 양태의 실용 미디어커뮤니케이션 분야(영상, 광고, 교육, 홍보, 마케팅)의 커뮤니케이션 효과 측정 도구로 활용될 경우 커뮤니케이션 디자인의 혁신을 통한 새로운 사회경제적 가치의 창출에 기여하게 될 것임.
    ■ 인간중심 ICT 구현 로드맵 공유/확산
    본 연구는 디지털 기술과 이를 활용한 디지털 서비스의 무한 확장 시대에 인간이 디지털 환경에 순응하는 것이 아니라 디바이스/서비스가 끊임없이 인지 친화적으로 진화해 가는 인간중심 ICT의 구현이 어떻게 실질적으로 가능할 지를 예시할 수 있을 것임.

    (3) 인력양성 측면: 대학원 수준
    ■ 본 연구에 연구 보조인력으로 참여하게 될 석사과정 이상의 대학원생들은 본 연구 경험을 통해 커뮤니케이션학, 인지심리학, IT의 세 가지 분야를 연계하는 융합 연구역량을 갖춘 학문 후속세대로 성장하게 될 것임.
    ■ 본 연구는 인지과학 기반의 커뮤니케이션 디자인 또는 문화콘텐츠 개발 역량을 갖춘 인재의 양성을 목표로 하고 있는 건국대학교 대학원의 BK21+ ‘융합커뮤니케이션 및 문화콘텐츠 특화 전문인력 양성사업단’ 소속 대학원생들의 ‘융합커뮤니케이션’ 연구 역량을 제고하는 데 크게 기여할 것으로 판단됨.

    (4) 교육과의 연계 활용방안: 학부 수준
    ■ 인문학 기반 융합교육에의 활용 방안: 건국대학교 ‘휴먼 ICT’ 연계전공
    건국대학교 PRIME 인문학 사업의 일환으로 신설된 ‘휴먼 ICT’ 연계전공은 인문고전 및 휴먼 팩터 기반 ICT 역량 교육을 위한 전공으로, 본 연구의 프로필 일체가 살아있는 휴먼 ICT 교육 자료로 활용될 수 있을 것임.
    ■ 소프트웨어 기반 융합교육에의 활용방안
    본 연구는 건국대학교의 소프트웨어 중점대학 지원 사업을 통해 신설될 예정인 ‘휴먼 ICT – SW 융합전공’ 교육 콘텐츠를 공급하는 데에도 크게 기여할 수 있을 것임.
    ■ 본 연구의 과정과 성과를 학부교육에 활용한 사례집을 만들어 타 대학에도 배포함으로써 유사한 교육 프로그램의 개발에 활용할 수 있도록 함.
  • Summary
  • (1) 1단계 연구 (1차년도 & 2차년도)
    총괄목표
    ■ 사용자 경험에 영향을 주는 대표적 요소 도출: 주요 요소를 (1) 사용자 (사람), (2) 콘텐츠, (3) 디바이스, (4) 사용자-콘텐츠 인터랙션으로 모델링
    ■ 도출된 주요 요소들의 실시간적 변화를 다각도로 측정할 수 있는 생체신호 측정 연동 플랫폼을 개발하여 평가를 위한 기초 모델 확립
    (1-1) 1차년도 목표 및 연구내용
    ■ 제1세부(커뮤니케이션학 & 인지심리학, 이하 동일): 다중 생체신호 연동측정 플랫폼 개발 1단계
    ‑ 사용자 현존감에 기여하는 요소들에 대한 단일 생체신호(뇌파, 안구운동, 표정, 땀분지, 심장박동 등) 확인
    ■ 제2세부(소프트웨어 공학, 이하 동일)
    ‑ 4가지 핵심구성단위에 대한 경험 요소 도출 및 분류(총 10개) → ‘멀미’와 같은 핵심 경험에 대하여 2가지 이상의 상관관계를 모델링하기 위한 기초 실험 수행
    (1-2) 2차년도 목표 및 연구내용
    ■ 제1세부: 다중 생체신호 연동측정 플랫폼 개발 2단계
    ‑ 다중 생체신호 연동측정 플랫폼 구축하고 이 플랫폼을 활용한 측정 데이터와 주관적 현존감 사이의 상관관계 추론
    ‑ 가상현실 환경에서의 현존감 측정 모델 개발
    ■ 제2세부
    ‑ 1차년도에 도출된 경험 요소에 대한 상관관계 모델 수립: 1차년도 수행 데이터를 바탕으로 총 10개의 경험 요소에 대한 측정방법과 핵심 경험과의 연관 관계에 대한 기초 모델 2종 이상 개발 및 검증실험 수행

    (2) 2단계 연구 (3차년도)
    총괄목표
    ■ 1단계 연구에서 도출한 요소들을 바탕으로 지식기반 시스템(Knowledge-based system)의 기반을 구축하고, 이를 바탕으로 현존감을 높일수 있는 시나리오 개발
    (2-1) 3차년도 목표 및 연구내용
    ■ 지식기반 시스템 모델링
    ‑ 1단계 연구 성과를 바탕으로 지식기반 시스템을 구성할 수 있는 모델 개발: 10가지 이상의 요소 간 상관관계를 분류 → 현존감/멀미 등의 가상현실 경험 효과 추론
    ■ 지식 기반 시스템 검증 실험
    ‑ 지식 기반 시스템을 검증하기 위한 실험을 수행하고 그 결과를 바탕으로 시스템 업그레이드

    (3) 3단계 연구 (4차년도 및 5차년도)
    총괄목표
    ■ 2단계 연구성과를 바탕으로 가상현실 현존감 측정을 위한 표준 실험 환경을 완성하고, 이를 바탕으로 가상현실 디자인 가이드라인을 도출함.
    (3-1) 4차년도 목표 및 연구내용
    ■ 지식 기반 모델 고도화 및 데이터 수집
    ‑ 3차년도에 구축한 지식 기반 모델을 보완하여 4가지 이상의 요소에 대한 추론 모델로 확장 → 검증 실험 데이터 확보
    ■ 표준 실험 환경 개발
    ‑ 가상현실 경험 모델링을 위한 표준 실험 환경의 구성 요소들을 지식기반 모델로부터 도출하고, 이를 반영하는 표준 실험 환경 개발. 개발되는 표준 실험 환경은 최소 4가지 이상의 다양한 요소를 반영하여 경험 효과를 최적으로 측정할 수 있도록 구성.
    (3-2) 5차년도 목표 및 연구내용
    ■ 표준 실험 환경 구축
    ‑ 4차년도에 구성된 표준 실험 환경에 대한 검증 실험 실시 및 실험 환경 보완: 최소 80% 이상의 실험자에 대하여 유의미한 실험 데이터를 획득할 수 있는 환경으로 구축.
    ■ 디자인 가이드라인 도출
    ‑ 표준 실험 환경과 지식기반 모델을 바탕으로 콘텐츠 및 경험 디자인을 위한 디자인 가이드라인 도출. 도출되는 디자인 가이드라인은 5개 이상의 요소에 대한 고려를 바탕으로 최적의 경험을 제공할 수 있는 모델을 포함함.
  • Research Achievements List
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