가상현실(Virtual Reality) 기술은 우리 시대에 인간의 희로애락(喜怒哀樂)을 담아내는 진보적 수단으로 자리 잡고 있다. 최근에 인지심리학 분야에서 치료도구로서 사용하기 위한 다양한 시도들이 일어나고 있다. 오감을 통한 가상세계속의 실재감은 현실세계의 인지(Cognition) 의 의미를 재해석해야 할 만큼 우리에게 폭넓게 다가오고 있다. 이러한 패러다임의 변화를 바탕으로 가상현실 기술들을 활용한 새로운 치료방법들이 가능해지고 있는데 그 대표적인 경우가 공황장애를 극복하기위한 행동치료 분야라고 할 수 있다. 특히 가상공간 내에서의 유연한 상호작용(Interaction) 기술의 발전은 환자들이 접할 수 있는 물리적 체험환경을 심리체험의 장으로 유도해 낼 수 있다는 장점을 가지고 있다. 상호작용 기술은 사용자의 물리적 오감을 보다 적극적으로 자극할 수 있는 환경을 제공하며, 가상세계로 부터의 체험정보는 인간으로 하여금 잠재된 에너지들을 새롭게 환기(喚起) 시켜 현실적 경험들로 체득시키기에 매우 유용한 것이다. 가상현실치료의 장점은 장애 환자들의 증상에 따른 맞춤형 치료가 가능하고 치료단계별로 차별화시켜 적용할 수도 있다는 것이다. 각각의 증상과 단계별로 이루어지는 치료과정을 거치면서 환자들로 하여금 현실세계 환경과 상황에 점차 익숙해지게 하여 장애를 치료하는 것이다. 감성공학을 기반으로 한 몰입형 가상현실장비와 반작용 되먹임(force-relative feedback)기술과 입체음향, 그리고 후각을 자극하는 기술들은 인간의 오감을 자극하여 경험을 환기(喚起)시키는데 유용하다. 가상세계에 대한 몰입 감이 주는 장점으로는 도전, 상호작용, 사실성, 환상, 협동성과 같은 현상들이 확대 된다는 점일 것이다. 이러한 현실보강(augmented reality)기능을 확장시켜 치료분야에 적용하고 있는 것으로 최근에는 인터넷을 통한 가상공간과 데이터의 공유기술, 그리고 저렴한 가용성이 그 저변을 확대시키고 있다. 인지적 경험을 위한 능동적인 상호작용 환경을 제공하는 가상현실 치료기술은 두려움 때문에 실제 상황에 직면할 수 없는 환자들에게 적절하게 조절된 환경을 제시해 줄 수 있으며, 비밀이 보장되고, 안전하며, 경제적이라는 이점이 있다. 또한, 실시간(Realtime) 내비게이션을 하는 것을 원칙으로 하기 때문에 빠른 수정보완이 가능하며 안경 없이 입체영상을 볼 수 있는 렌티큘라(lenticular)기술의 보급으로 보다 사실적인 실재감(Presence) 구현이 가능해져서 사이버 멀미현상을 줄일 수 있게 되었다. 그리고 대화식 기술의 발전으로 가상공간 속에서 직접 자신의 손을 이용해서 내비게이션을 하거나 물체를 조종함으로서 실세계와 유사한 실재감에 근접해 가고 있다. 본 논문은 제한적이기는 하지만 장애치료에 활용하고 있는 감성공학기반 가상현실 기술의 특성과 적용범위와 문제점들을 살펴보고 미래의 가능성을 조망해 보고자 한다.
가상현실(Virtual Reality) 기술은 우리 시대에 인간의 희로애락(喜怒哀樂)을 담아내는 진보적 수단으로 자리 잡고 있다. 최근에 인지심리학 분야에서 치료도구로서 사용하기 위한 다양한 시도들이 일어나고 있다. 오감을 통한 가상세계속의 실재감은 현실세계의 인지(Cognition) 의 의미를 재해석해야 할 만큼 우리에게 폭넓게 다가오고 있다. 이러한 패러다임의 변화를 바탕으로 가상현실 기술들을 활용한 새로운 치료방법들이 가능해지고 있는데 그 대표적인 경우가 공황장애를 극복하기위한 행동치료 분야라고 할 수 있다. 특히 가상공간 내에서의 유연한 상호작용(Interaction) 기술의 발전은 환자들이 접할 수 있는 물리적 체험환경을 심리체험의 장으로 유도해 낼 수 있다는 장점을 가지고 있다. 상호작용 기술은 사용자의 물리적 오감을 보다 적극적으로 자극할 수 있는 환경을 제공하며, 가상세계로 부터의 체험정보는 인간으로 하여금 잠재된 에너지들을 새롭게 환기(喚起) 시켜 현실적 경험들로 체득시키기에 매우 유용한 것이다. 가상현실치료의 장점은 장애 환자들의 증상에 따른 맞춤형 치료가 가능하고 치료단계별로 차별화시켜 적용할 수도 있다는 것이다. 각각의 증상과 단계별로 이루어지는 치료과정을 거치면서 환자들로 하여금 현실세계 환경과 상황에 점차 익숙해지게 하여 장애를 치료하는 것이다. 감성공학을 기반으로 한 몰입형 가상현실장비와 반작용 되먹임(force-relative feedback)기술과 입체음향, 그리고 후각을 자극하는 기술들은 인간의 오감을 자극하여 경험을 환기(喚起)시키는데 유용하다. 가상세계에 대한 몰입 감이 주는 장점으로는 도전, 상호작용, 사실성, 환상, 협동성과 같은 현상들이 확대 된다는 점일 것이다. 이러한 현실보강(augmented reality)기능을 확장시켜 치료분야에 적용하고 있는 것으로 최근에는 인터넷을 통한 가상공간과 데이터의 공유기술, 그리고 저렴한 가용성이 그 저변을 확대시키고 있다. 인지적 경험을 위한 능동적인 상호작용 환경을 제공하는 가상현실 치료기술은 두려움 때문에 실제 상황에 직면할 수 없는 환자들에게 적절하게 조절된 환경을 제시해 줄 수 있으며, 비밀이 보장되고, 안전하며, 경제적이라는 이점이 있다. 또한, 실시간(Realtime) 내비게이션을 하는 것을 원칙으로 하기 때문에 빠른 수정보완이 가능하며 안경 없이 입체영상을 볼 수 있는 렌티큘라(lenticular)기술의 보급으로 보다 사실적인 실재감(Presence) 구현이 가능해져서 사이버 멀미현상을 줄일 수 있게 되었다. 그리고 대화식 기술의 발전으로 가상공간 속에서 직접 자신의 손을 이용해서 내비게이션을 하거나 물체를 조종함으로서 실세계와 유사한 실재감에 근접해 가고 있다. 본 논문은 제한적이기는 하지만 장애치료에 활용하고 있는 감성공학기반 가상현실 기술의 특성과 적용범위와 문제점들을 살펴보고 미래의 가능성을 조망해 보고자 한다.
The technology of 'Virtual Reality' has placed in advanced tools for human beings' joy and anger together with sorrow and pleasure in our generation. It has recently tried in a variety ways to use as an implication for treatment in the field of Cognitive Psychology. Especially, it widely approaches ...
The technology of 'Virtual Reality' has placed in advanced tools for human beings' joy and anger together with sorrow and pleasure in our generation. It has recently tried in a variety ways to use as an implication for treatment in the field of Cognitive Psychology. Especially, it widely approaches to human in terms of that a sense of reality in a virtual world through the five senses should reinterpret the meaning of cognition in the real world. Based on this paradigm shift, it allows for new treatment using the technology of virtual reality. A typical example is a field of Therapy in order to overcome panic disorder. It has advantages that in particular development of flexible interaction technologies in a virtual space can lead patients to experience psychological environments rather than physical one. the interaction technology provides environments in which users' five senses can be actively stimulated, it is very useful that information from the experiences in the virtual world allows people to learn through real experiences by renewing potential energies, advantages of Virtual Reality Therapy can be customized treatment by depending on symptoms in patients with panic disorder and are capable of differentiate application for the cure at each stage. It is to treat by leading patients to get accustomed to environments and situations in real world through care process with each symptom and stage. It is helpful that based on A Human-Sensibility Ergonomics, technologies like immersive virtual reality equipment, force-relative feedback and stereophonic sound, and like stimulating the sense of smell make people to induce experiences by stimulating human's five senses. There are many advantages of immersion in virtual world in that the phenomenon such as challenge, interaction, reality, illusion, and cooperation is expanded. As an application for therapy by growing such augmented reality, virtual space and sharing of data through the Internet and also inexpensive its availability have recently expanded the base. There are other benefits of Virtual Reality Therapy offering active interaction environments for cognitive experience which can provide appropriately adjusted environments for patients who are hard to overcome the real situation because of phobia. In addition to that it is safe and economical and patients' confidentiality is assured. Moreover, due to the principles of applying real-time navigation the Virtual Reality Therapy makes modification and supplementation easier and also it can reduce cybersickness because of the supply of Lenticular allowing people to see stereoscopy without eyeglasses, which makes sense of presence clearer. On top of that due to the development of interactive technologies, it is becoming close to sense of reality similar to real world by leading users to navigate by themselves and to operate objects in a virtual space. This paper will therefore examine, although it is of limited, characteristics of application of virtual reality technology based on A Human-Sensibility Ergonomics used for treatment for a disorder. this paper will analyse a range of its application and problems and it will suggest the future possibilities.
The technology of 'Virtual Reality' has placed in advanced tools for human beings' joy and anger together with sorrow and pleasure in our generation. It has recently tried in a variety ways to use as an implication for treatment in the field of Cognitive Psychology. Especially, it widely approaches to human in terms of that a sense of reality in a virtual world through the five senses should reinterpret the meaning of cognition in the real world. Based on this paradigm shift, it allows for new treatment using the technology of virtual reality. A typical example is a field of Therapy in order to overcome panic disorder. It has advantages that in particular development of flexible interaction technologies in a virtual space can lead patients to experience psychological environments rather than physical one. the interaction technology provides environments in which users' five senses can be actively stimulated, it is very useful that information from the experiences in the virtual world allows people to learn through real experiences by renewing potential energies, advantages of Virtual Reality Therapy can be customized treatment by depending on symptoms in patients with panic disorder and are capable of differentiate application for the cure at each stage. It is to treat by leading patients to get accustomed to environments and situations in real world through care process with each symptom and stage. It is helpful that based on A Human-Sensibility Ergonomics, technologies like immersive virtual reality equipment, force-relative feedback and stereophonic sound, and like stimulating the sense of smell make people to induce experiences by stimulating human's five senses. There are many advantages of immersion in virtual world in that the phenomenon such as challenge, interaction, reality, illusion, and cooperation is expanded. As an application for therapy by growing such augmented reality, virtual space and sharing of data through the Internet and also inexpensive its availability have recently expanded the base. There are other benefits of Virtual Reality Therapy offering active interaction environments for cognitive experience which can provide appropriately adjusted environments for patients who are hard to overcome the real situation because of phobia. In addition to that it is safe and economical and patients' confidentiality is assured. Moreover, due to the principles of applying real-time navigation the Virtual Reality Therapy makes modification and supplementation easier and also it can reduce cybersickness because of the supply of Lenticular allowing people to see stereoscopy without eyeglasses, which makes sense of presence clearer. On top of that due to the development of interactive technologies, it is becoming close to sense of reality similar to real world by leading users to navigate by themselves and to operate objects in a virtual space. This paper will therefore examine, although it is of limited, characteristics of application of virtual reality technology based on A Human-Sensibility Ergonomics used for treatment for a disorder. this paper will analyse a range of its application and problems and it will suggest the future possibilities.
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문제 정의
그리고 마지막으로 현실적인 기술의 한계로 나타나는 가상현실기술 적용상의 문제점들을 정리해 본다. 본 논문은 가상현실치료를 통한 의학적 임상실험이나 공학적 기술을 논하는 논문이 아니며 가상현실기술의 의학 분야에 적용가능성이 짧은 시간에 급속도로 파급되고 있는 오늘의 현주소와 치료에 적용될 수 있는 가상현실기술의 미래를 공황장애 치료분야를 근저로 조망해 보고자 한다.
본 논문에서는 실재의 치료과정 속에서 규정할 수 있는 가상실재감에 대한 실험결과를 ‘막스 노스(Max M North, ph. D)’등이 저술한 『가상현실 치료』의 내용정리를 통해 의미를 파악하고 국내외에서 실제로 공황장애에 가상현실기술을 적용, 치료 사례를 알아본다.
그리고 마지막으로 현실적인 기술의 한계로 나타나는 가상현실기술 적용상의 문제점들을 정리해 본다. 본 논문은 가상현실치료를 통한 의학적 임상실험이나 공학적 기술을 논하는 논문이 아니며 가상현실기술의 의학 분야에 적용가능성이 짧은 시간에 급속도로 파급되고 있는 오늘의 현주소와 치료에 적용될 수 있는 가상현실기술의 미래를 공황장애 치료분야를 근저로 조망해 보고자 한다.
단지 입체안경 속에서 펼쳐지는 영상일 뿐이다. 실제보다 더 실감나는 가상현실 속의 사람들을 마주하면서 조금씩 대인공포증을 극복해나가도록 하는 것이다. 이 연구소에서는 대인공포, 비행공포, 고소공포, 폐쇄공포 등을 치료하기위한 상상노출방법의 일환으로 가상현실 기술이 적극적으로 활용되고 있다.
가상과 현실세계를 오가며 치료하고 학습 할 수 있다는 사실은 우리시대에 새로운 패러다임을 제시하고 있으며, 인간의 오감을 바탕으로 지적 만족도를 높여 줄 수 있는 수 있는 새로운 기술의 미래는 매우 밝다고 할 수 있다. 이상 살펴 본 가상현실 관련 기술 이외에도 다양한 기술이 있겠지만 여기에서는 이상과 같이 미래 지향적 기술들을 중심으로 간추려 보았다.
이와 같은 감성 공학적 가상현실 구성요소들이 적절한 균형을 이루어 미래의 새로운 비전을 제시해 줄 수 있는 진보적이고 구체적인 가상현실 기술들을 살펴보자면. 첫째, 모션 플랫폼(Motion platform)의 활용기술의 발전은 단순한 오락용 수단에서 게임, 스포츠, 의료, 의료보조기구 분야 등에서 활용되고 있다.
이제 가상실재감의 본질적 의미파악을 통해 가상환경이 환자의 치료적용과정에 적합한지의 여부를 가늠해보자. 가상실재감의 본질적 의미는 다양하게 해석 될 수 있으나 여기서는 실재의 치료과정 속에서 규정 할 수 있는 가상실재감에 대해 실험결과를 ‘막스 노스(max M North, ph.
제안 방법
공황장애를 위한 가상현실의 적용은 국내․외에서 다양하게 실험되고 있는데 조지아 공대(Georgia tech University) 컴퓨터학과의 레리 호지스(Rary hogis)는 천둥을 경험하게 하는 가상현실소프트웨어와 대중연설공포증 환자를 위한 가상청중시뮬레이션 프로그램을 개발했으며 애틀랜타 에모리대학 (Emory University)의 정신과 교수인 바버라 로스바움(Berbara rosbaum)은 고소공포증(acrophobia) 을 치료를 목적으로 프로그램을 개발했다. 애틀랜타의 재향군인 원호병원의 레디 박사는 가상현실을 이용하여 외상 후 스트레스 장애(post traumatic stress disorder) 환자들을 치료하는 프로그램을 개발했다.
대상 데이터
한편, 국내에서도 가상현실 기술을 이용한 다양한 치료와 실험이 시도되고 있는데, 한양대 의대의용공학과 김선일 교수팀은 45명의 환자를 대상으로 광장공포증 치료를 위한 운전 시뮬레이터를 실험했다. 환자가 겪게 될 각종 상황에 스스로 대처할 수 있도록 두려움을 느낄 수 있는 여러 상황을 반복해서 실험해본 결과 환자들이 다양한 신체 증상을 호소했지만 시간이 흐르면서 불안증상이 줄어든 것으로 나타났다.
성능/효과
’59)고 보고하고 있다. 33명의 대상자를 2주 간격으로 두 가지 실험을 해본 결과 모션 플랫폼기술을 이용하는 것이 가상현실의 생리적 문제를 줄이는 긍정적 영향을 미치고 사실의 재현에는 도움이 되는 것으로 나타났다고 한다.
가상현실에서 모션 베이스를 사용하는 것과 사용하지 않는 것의 차이에 대한 한국 감성과학회지에 발표된 논문 ‘가상주행에서 모션플랫폼의 긍정적 효과’를 인용하면 가상현실에 대한 현실감, 재미항목에서 모션베이스를 사용한 조건이 높은 점수를 나타냈다, 또한 모션베이스를 사용한 조건에서 멀미 보고수가 감소하는 경향이 나타났다, 이상주파수(Tachyarrythmia)의 상대파워 변량과 PPG58) 최대 진폭의 평균변화량 비교는 모션베이스를 사용한 가상현실 조건이 생리적인 요동을 적게 일으키는 것으로 나타났다.
두 번째, 가상현실 공간에서 현실세계에서처럼 자유롭게 상호작용하고 내비게이션 하는 것은 사용에게 현실감을 느끼게 하기 위한 가장 중요한 요소일 것이다. 다중채널 인터액션(multi-modal Interaction)기술을 바탕으로 한 블루투스(Blue tooth)60)의 등장으로 컴퓨터와 이동단말기·가전제품 등을 무선으로 연결하여 쌍방향 실시간 통신이 가능하게 되었다.
열 번째는, 메타스트림(Meta stream)이다. 새로운 형태의 스트리밍 3D 파일 포맷으로 인공 지능 압축 기술(smart compression technology)로 과거에 비해 3D 파일의 압축률이 높아 고화질의 3D 콘텐츠를 원활하게 구현 할 수 있게 되었다. 오브젝트 조절 및 실시간 조명효과 기능이 추가되었으며 장면(Scene)에 관한 정보를 담고 있는 이진파일(mts, mts)71)과 이것을 브라우저(browser)상에 구현 하는 텍스트 방식파일(mtx)72)로 이루어져있다.
여섯 번째, 컴퓨터의 비전(Vision)은 카메라로 얻어낸 영상을 분석해서 정보를 추출하기위해 영상처리에 많은 시간이 걸렸지만 알고리즘의 발전과 하드웨어 (DSP66) Boards, 프로세서, 카메라 등) 의 발달로 가상현실에서 많은 적용분야를 찾을 수 있게 되었다.67)
이상의 내용에서 우리는 실제로 존재하지 않는 대상에 대한 탐구 또한 물리적 육체를 매개로 할 수 밖에 없기 때문에 실제세계와 같은 현실감을 제공 할 수 있다는 점을 알 수 있으며 결국, 재현 (reappearance) 기술을 바탕으로 한 ‘존재하느냐, 존재하지 않느냐’ 라는 가상현실의 본질적의미를 체계적으로 검증하고 있음을 알 수 있다.
한편, 국내에서도 가상현실 기술을 이용한 다양한 치료와 실험이 시도되고 있는데, 한양대 의대의용공학과 김선일 교수팀은 45명의 환자를 대상으로 광장공포증 치료를 위한 운전 시뮬레이터를 실험했다. 환자가 겪게 될 각종 상황에 스스로 대처할 수 있도록 두려움을 느낄 수 있는 여러 상황을 반복해서 실험해본 결과 환자들이 다양한 신체 증상을 호소했지만 시간이 흐르면서 불안증상이 줄어든 것으로 나타났다. 장성호 영남대병원 재활의학과 교수는 회복기가 끝난 만성 뇌졸중 환자들을 대상으로 가상현실 운동시스템을 이용해 1개월간 운동치료를 한 결과 환자들의 보행에 관여하는 뇌 영역들의 기능이 향상되어 보행능력이 개선시켰다는 것을 증명했다42).
후속연구
D)’등이 저술한 『가상현실 치료』의 내용정리를 통해 의미를 파악하고 국내외에서 실제로 공황장애에 가상현실기술을 적용, 치료 사례를 알아본다. 또한 능동적 인터페이스들과 편리한 실시간 상호작용기술을 바탕으로 한 가상현실치료 적용기술의 장점과 감성 공학적 가상현실 시스템의 구성 원리를 파악하고 이를 토대로 미래의 가상현실 기술들을 전망해본다.
일반적으로 완전 몰입형 가상현실 시스템의 초보적인 단계가 10년 안에 가능하고, 2030년이면 현실과 구별할 수 없는 완벽한 가상현실이 구현 가능하다고 예상한다. 또한, 인간의 혈구보다 작은 나노봇(Nanobot)의 등장으로 실재 감각으로부터 오는 신호를 가상환경에 어울릴 만한 신호로 대치시켜 가상세계로 진입할 수 있도록 함으로서 진정한 가상현실의 구현이 가능할 것으로 예측된다.
실재감을 불러일으키는 요소는 눈에 보이는 시각적 사실감뿐만 아니라 인간의 오감을 바탕으로 한 여러 가지 요소들이 있으며, 많은 실험들의 결과로 그림 같은 사실감(Pictorial Realism) 이외의 중요한 현존 관련 인자와 그 우선 순위, 사람에게 미치는 심리적 영향 등이 있다는 사실을 알고 있다. 이런 모든 부분에 대해 충분한 연구가 있어야만 사용자에게 더욱 현존감 있는 전달효과가 큰 인터액티브 콘텐츠를 제작할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
가상현실치료는 행동치료분야에서 무엇으로 많이 사용되고 있는가?
가상현실치료는 행동치료분야에서 직접직면훈련법의 보조적 수단으로 많이 사용하고 있다. 즉, 정신장애를 겪고 있는 환자들을 대상으로 개발된 기존의 메디컬 솔루션(medical solution)에 가상현실 기술을 적용하여 치료에 도움을 주는 방법을 채택하고 있는 것이다.
인간친화적인 가상현실 시스템의 기본구성요소는 무엇인가?
인간친화적인 가상현실 시스템의 기본구성요소는 효과 발생기와 리얼리티 엔진, 어플리케이션과 입체모델로 구성되어 있는데 효과발생기는 일종의 하드웨어로써 가상환경을 제어하기위한 입출력 센서와 장치들을 의미한다. 리얼리티엔진(Reality Engine)은 효과발생기에 필요한 감각정보를 전달하는 외부적 하드웨어로 구성된다.
가상현실 기술을 이용한 치료기술에서 빠른 수정보완이 가능한 이유는 무엇인가?
인지적 경험을 위한 효과적이고 능동적인 상호작용 환경을 제공하는 가상현실 기술을 이용한 치료기술은 두려움 때문에 실제 상황에 직면할 수 없는 환자들에게 적절하게 조절된 환경을 제시해 줄 수 있으며, 비밀이 보장되고, 안전하며, 경제적이라는 이점이 있다. 또한, 설계자가 직접 실시간 (Realtime)으로 내비게이션 하면서 수정할 있기 때문에 빠른 수정보완이 가능하며 안경 없이 입체영상을 볼 수 있는 렌티큘라(lenticular)53)기술의 보급으로 보다 사실적인 실재감(Presence)구현이 가능해져서 사이버 멀미 현상을 줄일 수 있게 되었다. 그리고 대화식 기술의 발전으로 가상공간 속에서 직접 자신의 손을 이용해서 물체를 조종하게 되어 실세계와 유사한 사실감에 근접해 가고 있다.
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