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다양한 시각자극에 따른 생체신호 모니터링 시뮬레이션 시스템
Vital Signal Monitoring Simulation System by Various Visual Stimulus 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.11 no.1, 2011년, pp.1 - 8  

정경용 (상지대학교 컴퓨터정보공학부)

초록
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차세대 IT융합 기술의 발전에 따라 개인화 서비스를 위한 인프라스트럭처가 구축되면서, 사용자의 감성 상태와 생체신호 기반 서비스의 중요성이 부각되고 있다. 또한 감성에 따른 학생의 생체신호를 파악하는 것은 감성공학 전략의 중요한 성공요소가 되고 있다. 본 논문에서는 다양한 시각자극에 따른 생체신호 모니터링 시뮬레이션 시스템을 제안하였다. 다양한 시각자극에 의한 학생의 생체신호를 측정하여 수집한다. 고속 퓨리에 변환을 이용한 파워 스펙트럼을 분석하여 교감신경부교감신경의 활성 정도를 파악한다. 분석된 결과를 건강신호등에 표시하여 감성을 모니터링 한다. 고등학생과 대학생간의 감성의 평가를 하기 위해 SD 프로필과 대응표본 T-검정을 실시하여 유용성을 검증하였다. 평가결과, 긍정과 부정 자극에 대한 감성 활성화에 대한 차이가 통계적으로 의미가 있음을 증명하였다. 이를 체험형 시뮬레이션 시스템의 논리적 타당성과 유효성을 검증하기 위해 실험적인 적용을 시도하고자 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

With the development of next IT convergence technology and the construction of infrastructure for personalized services, the importance of services based on user's sensibility status and vital signal is being spotlighted. It is the most crucial factor for the strategy of sensibility engineering to i...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 시각자극에 대한 긍정과 부정의 정도는 피검자의 주관적인 평가를 기초로 하였다. 국제정서사진체계 (IAPS)의 선정된 디자인을 제시하였을 때 시각감성의 변화에 따른 생체신호를 검출하여 교감신경계와 부교감신경계로 구성된 자율신경계의 활동 변화에 어떠한 연관성이 존재하는지 알기 위한 것이다. 대조적인 디자인에 대한 감성 상태를 유발하고 이로 인한 감성 변화에 따른 생체신호를 얻을 수 있다.
  • 시각감성 측정에 집중할 수 있는 실험 환경을 조성하였다. 디자인이 제시되었을 때 시각감성의 변화에 따른 생체신호 ECG 파형을 검출하여 교감신경계와 부교감신경계로 구성된 자율신경계의 활동 변화에 어떠한 상관관계가 존재하는지 알기 위한 것이다. 대조적인 디자인에 대한 감성 상태를 유발하고 이로 인한 감성 변화에 따른 생체신호를 얻을 수 있다.
  • Hevner의 감성분류에서 보는 바와 같이 감성상태가 2차원 구조로 구분될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이 감성 모델에 기반을 두어 피검자의 감성상태를 유추해 보고자 한다. 부정어휘로 “불쾌하다”, “불만스럽다”, “불안하다”, “괴롭다”, “싫다”를 긍정어휘로 “상쾌하다”, “만족스럽다”, “편안하다”, “즐겁다”, “좋다”를 선택하여 세분화된 감성을 표현하고자 사용하였다.
  • 본 논문에서는 다양한 시각감성에 따른 생체신호 모니터링 시뮬레이션을 프로세스의 시발점으로 하고 개발의 궁극지점으로 하는 감성 모니터링 시스템을 개발하고자 한다. 즉 시각감성을 구체적이고 물리적인 디자인 요소로 변환시키기 위해서 우선 다양한 물리적 디자인 요소에 따른 시각감성을 수집하고 데이터베이스화 하며 구체적인 디자인으로 표현해주는 차세대 IT융합 기술을 적용한다.
  • 본 논문에서는 다양한 시각자극에 따른 생체신호 모니터링 시뮬레이션 시스템의 구축 방법론을 제안하였다. 시각자극에 의해 다양하게 변화되는 감성이 신경계에 어떤 영향을 주고, 그 영향으로 인해 인체의 전기적인 생체신호는 어떻게 변화하는지 알기위해 감성 모니터링 시뮬레이션을 개발하였다.
  • 본 논문에서는 시각자극에 따른 대학생과 고등학생의 생체신호 모니터링 시뮬레이션 시스템을 구축하는 방안을 제시하였다. 시각감성 분석을 하기 위한 평가 시스템 구축은 상지대학교 컴퓨터정보공학부 지능시스템연구실의 학우들의 도움으로 30일간 진행되었다.
  • 부정어휘로 “불쾌하다”, “불만스럽다”, “불안하다”, “괴롭다”, “싫다”를 긍정어휘로 “상쾌하다”, “만족스럽다”, “편안하다”, “즐겁다”, “좋다”를 선택하여 세분화된 감성을 표현하고자 사용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 연구에 따르면, 생체신호를 이용한 시각감성 모니터링에 있어서 가장 핵심이 되는 것은 무엇인가? 생체신호를 이용한 시각감성 모니터링에 있어서 가장 핵심이 되는 것은 시각감성을 어떠한 방식으로 표현할 수 있으며 또한 생체신호를 어떻게 구체적인 사용자 인터페이스 장치에 의해 표현해 낼 것인가 하는 점이다. 그런데 감성은 모호하여 정량적인 측정이 어렵고그 표현도 형용사와 같은 제한된 어휘에 의존하기 때문에 추상적인 선호감성 및 디자인을 파악하는 것은 그리 쉬운 일은 아니다.
추상적인 선호감성 및 디자인을 파악하는 것이 어려운 이유는 무엇인가? 생체신호를 이용한 시각감성 모니터링에 있어서 가장 핵심이 되는 것은 시각감성을 어떠한 방식으로 표현할 수 있으며 또한 생체신호를 어떻게 구체적인 사용자 인터페이스 장치에 의해 표현해 낼 것인가 하는 점이다. 그런데 감성은 모호하여 정량적인 측정이 어렵고그 표현도 형용사와 같은 제한된 어휘에 의존하기 때문에 추상적인 선호감성 및 디자인을 파악하는 것은 그리 쉬운 일은 아니다. 그럼에도 불구하고 다양한 시각감성에 대한 생체신호 패턴 분석의 구체적인 파악은 필수적인 과정이다[1].
Zephyr에서 개발한 Bioharness의 단점은 무엇인가? 가슴 벨트 형식으로 내장된 센서를 통해 착용자의 심전도, 피부온도, 신체동작, 자세, 호흡을 측정하며, 측정된 정보는 무선으로 시계, PDA, 핸드폰으로 전송이 가능하도록 개발 하였다. 밴드타입으로 제작되어 있어 의복에 부착하여 사용해도 움직임에 의한 영향을 많이 받아 정확한 측정이 어렵다는 단점이 있다[6]. [그림 2]는 Zephyr의 Bioharness를 나타낸다.
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참고문헌 (11)

  1. 오성진, 이연재, 장윤미, 전진영, 차민경, 강현우, 윤세용, 정경용, "고등학생의 생체신호를 이용한 시각감성 모니터링", 한국정보과학회 강원지부/한국정보처리학회 강원지회 제4회 학술대회, 강릉원주대학교, 2010. 

  2. 정경용, "웨어러블 기반의 심전도 측정 의복을 이용한 시각감성과 생체신호간의 상관관계", 한국콘텐츠학회논문지, 제9권, 제12호, pp.496-503, 2009. 

  3. 조하경, 이주현, "사용성 평가에 기반한 센서 기반 헬스 케어 스마트 의류의 모형 개발", 한국감성과학회, 제11권, 제1호, pp.81-90, 2008. 

  4. Textronics Inc., http://textronics.com/. 

  5. Zephyr, http://www.zephyr-technology.com/. 

  6. 구수민, “생체신호 센싱 스마트 의류의 재모듈화형 디자인 연구”, 연세대학교 대학원, 석사학위논문, 2008. 

  7. Smartlife Technology, http://smartlifetech.com/. 

  8. K. Hevner, "Experimental Studies of the elements of Expression in Music," American Journal of Psychology, Vol.48, pp.246-268, 1936. 

  9. (주)한백전자, http://www.hanback.co.kr/. 

  10. G. B. Moody, "ECG-based Indices of Physical Activity", Computers in Cardiology, Vol.19, pp.403-406, 1992. 

  11. 박혜준, 신승철, 손부현, 홍경희, “3D 패턴을 이용한 노인용 u-헬스케어 의복의 심전도 측정 연구”, 한국의류산업학회지, 제10권, 제5호, pp.676-688, 2008. 

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