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뇌파와 심전도 분석을 기반으로 한 온열환경 및 조도가 재실자의 업무에 미치는 영향
Effect of Thermal Environment and Illuminance on the Occupants Works based on the Electroencephalogram and Electrocardiogram Analysis 원문보기

감성과학 = Science of emotion & sensibility, v.17 no.3, 2014년, pp.95 - 106  

김형선 (그린 에너지 기술연구소) ,  임재현 (공주대학교 컴퓨터공학부) ,  김형태 (한국가스공사 연구개발원 신에너지기술연구센터) ,  김형식 (공주대학교 산업시스템공학과) ,  곽원택 (공주대학교 산업시스템공학과) ,  김진호 (공주대학교 산업시스템공학과)

초록
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본 연구에서는 다양한 실내 온열환경 및 조도에서 재실자가 느끼는 조명에 대한 감성의 변화와 작업의 종류에 따라 생체신호를 분석하여 업무에 미치는 영향에 대해 살펴보고자 하였다. 이를 위해 실내 온열환경은 PMV(predicted mean vote) 지표 값을 기반으로 환경을 구성하였고, 조명환경은 LED광원을 이용한 스탠드를 통해 조명의 밝기에 변화를 주어 다양한 실내 환경을 구성하고 실험을 진행하였다. 주어진 환경에서 설문지를 통해 조명에 대한 감성을 평가하고 종류가 다른 오류검색수정 작업을 진행하면서 뇌파와 심전도를 측정하여 변화를 분석하였다. 그 결과, 작업의 종류에 대한 모든 생체신호는 온열환경의 변화와 유의적인 차이를 보였으며, PMV 지표 값이 0.8(온도: $25^{\circ}C$, 습도: 50 %)일 경우 집중력 및 주의력이 가장 활성화 되었다. 하지만, 조도의 변화에는 대체적으로 유의적인 차이는 보이지 않았다. 따라서 재실자의 업무 능력에 미치는 집중력은 온열환경과 밀접함을 확인할 수 있다. 또한, 조명에 대한 주관적인 감성은 조도가 낮을수록 편안함을 느꼈으며, 조도가 높을수록 불편함을 느꼈다. 하지만 온열환경의 변화에는 유의적인 차이가 없었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This research analyzed biosignals associated with the change of emotion from lighting felt by the occupants and task type under various indoor thermal environments and illuminance, and examined the biosignals' impacts on work. To this end, the indoor thermal environment was constructed on the basis ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 PMV 지표 값에 근거한 쾌적 및 불쾌적한 온열환경과 LED광원의 밝기를 달리하여 재실 자의 조명에 대한 주관적인 감성과 작업의 종류에 따라 반응하는 생체신호를 분석하여 실내 업무환경의 최적 조건을 찾고자 하였다. 이를 위해 PMV 지표 값에 따라 -0.
  • 본 연구에서는 환경의 변화와 작업의 종류에 따라 측정된 심전도의 R-R 간격의 변화를 분석하여 자율신경계를 구성하는 교감/부교감 신경계의 활성양상을 파악하고자 한다. 이러한 교감/부교감 활성도는 신체의 스트레스 상태를 잘 반영하는 민감한 변수 중의 하나로 알려져 있다(Yun et al.
  • 이에 따라, 본 연구에서는 PMV 지표 값을 기준으로 쾌/불쾌적한 실내 환경을 4가지 형태로 구분하고, LED스탠드를 이용해 조도를 3단계의 밝기를 구분하여 총 12가지의 각기 다른 실내 환경을 구성하였다. 이렇게 구성된 실내 환경에서 피험자가 느끼는 조명에 대한 주관적인 감성을 분석하고, 오류검색수정 문제를 풀이하면서 변화되는 뇌파와 심전도의 생체신호를 측정 및 분석하여 실내 환경의 변화가 각각의 작업에 미치는 영향에 대해서 살펴보고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
조명에 대한 주관적인 감성과 조도의 상관관계는? 따라서 재실자의 업무 능력에 미치는 집중력은 온열환경과 밀접함을 확인할 수 있다. 또한, 조명에 대한 주관적인 감성은 조도가 낮을수록 편안함을 느꼈으며, 조도가 높을수록 불편함을 느꼈다. 하지만 온열환경의 변화에는 유의적인 차이가 없었다.
뇌파란 무인가? 뇌파란, 뇌의 전기적인 활동을 머리 표면에 부착한 전극을 통해 비침습적으로 측정한 전기신호이다. 각 주파수 대역의 종류 및 뇌의 활동에 대한 내용은 표 1과 같다.
뇌파신호 중 알파파와 베타파의 특성은? 뇌파신호의 분석에는 주기가 아닌 주파수가 널리 사용되고 있으며, 그 중에서 알파파와 베타파는 사람의 심리적 안정과 긴장 상태가 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 알파파는 심리적 완화 상태로 눈을 감을 때 발생하고 베타파는 경계, 각성, 문제풀이, 집중할 때 발생하며 파형이 빠르면서 크기가 작은 특성을 가지고 있다. 사용자의 뇌파를 측정하고 이들 밴드에서 뇌파를 분석하면 집중하고 있는 상태인지 아닌지를 파악할 수 있다(Kim et al.
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참고문헌 (18)

  1. Hwang, G. Y., Shin, D. K., Shin D. I. (2012). "Design of Biofeedback Interface using Biomedical Signal Analysis", International Journal of Information Technology & Computer Science, 7(2), 104-113. 

  2. Jang, S. W., Lee, H. C. (2008). "The Effect of Musical Genre on Mental Focusing", Proceeding of the Korean Psychological Association, 262-263. 

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  10. Kim, T. H., Kim, S. W., Ryu, C. H., Yun, B. J., Kim, J. H., Choi, B. J., Park, K. H. (2010). "ECG Signal Compression using Feature Points based on Curvature", Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems, 20(5), 624-630. 

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  15. Shim, J. Y. (2009). "Influences of Applying Brain Education Program on Concentration and Prefrontal EEG Activation of Elementary Students", 2009 International Brain Education Association Academic Seminar, 25-45. 

  16. Sterman, M. B. (1977). "Sensorimotor EEG operant conditioning: Experimental and clinical effects", Pavlovian Journal of Biological Sciences, 12(2), 63-92. 

  17. Yu, S. J. (2009). "The Effects of Sensory Motot Program on Change of Electroencephalogram(EEG) and Concentration of Attention for Mental Retarded Students", Journal of Korean Society of Adapted Physical Activity and Exercise, 17(1), 198-205. 

  18. Yun, S. J., Pack, S. H. (2010). "The effect of yoga training on graphical presentation physical fitness and heart rate variability in middle-aged women", Journal of the Korean Society for Aesthetics and Cosmetology, 8(3), 125-133. 

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