[논문]아로마 및 색온도의 다감각자극이 뉴로에너지에 미치는 영향

김정민; 서광수; 김명호

doi:10.5762/kais.2015.16.5.3579

아로마 및 색온도의 다감각자극이 뉴로에너지에 미치는 영향
A Study on the Multi-sensory Stimulation of Aroma and Color Temperature effects on Neuro-energy 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.16 no.5, 2015년, pp.3579 - 3586

김정민 (가천대학교 건축설비공학과) , 서광수 (가천대학교 건축설비공학과) , 김명호 (가천대학교 건축설비공학과)

초록
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본 논문은 온도 $25[^{\circ}C]$, 상대습도 50[RH%], 조도 1,000[lux] 및 기류 속도 0.02[m/sec]의 동일한 조건의 항온 항습실에서 감각자극에 노출되기 전, 쟈스민 향기 및 RED 조명의 단일감각자극, 쟈스민 향기와 RED 조명을 동시에 노출시킨 다감각 자극 변화에 따른 EEG, 학습능력, HRV 및 진동이미지를 측정하여 쾌적성, 집중력, 신체적 및 심리적 안정의 변화를 분석하였다. 연구결과 쟈스민 향기와 RED 조명의 다감각자극에서 상대 $S{\alpha}$파, SEF50, $SMR/{\theta}$ 및 SDNN이 향상되었고, 비대칭지수 $A_2$, 스트레스지수, 피로도 및 HRT는 감소하였다. 또한, 진동이미지의 긴장/불안과 스트레스는 감소하였다. 따라서 쟈스민 향기와 RED 조명의 다감각자극이 쾌적성, 작업능률의 생산성 및 주의집중력과 같은 뉴로에너지를 향상시키기 위하여 효과적인 것을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, EEG, HRV, and Vibra image were compared and analyzed in the environmental test room due to stimulation of aroma and color temperature. The condition of the environmental test room was in temperature $25[^{\circ}C]$, relative humidity 50[RH%], air current speed 0.02[m/s] and illuminance 1000[lux] with setting up different sensory stimulation condition which are before exposure, single-sensory stimulation of Jasmine scent, single-sensory stimulation of RED color lighting, and multi-sensory stimulation of Jasmine scent and RED color lighting. The result of this study, at multi-sensory stimulation of Jasmine scent and RED color lighting, relative $S{\alpha}$ wave, SEF50, $SMR/{\theta}$ and SDNN were revitalized, and both sides ${\alpha}$ wave asymmetry index, stress index, fatigue degree, and HRT were decreased. Also, Viba image of tension/anxiety and stress were declined. Therefore multi-sensory stimulation of Jasmine scent and RED color lighting effects to increase the Neuro-energy like amenity, productivity of work efficiency, and concentration.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 논문에서는 미국 공기조화냉동공학회 (ASHRAE)의 쾌적 범위를 만족하는 온도 25[℃], 상대 습도 50[RH%], 조도 1,000[lux] 및 기류 속도 0.02[m/sec]의 동일한 조건의 항온·항습실에서 감각자극에 노출되기전, RED 조명 및 쟈스민 향기의 단일감각자극, RED 조명과 쟈스민 향기를 동시에 노출시킨 다감각자극으로 변화를 주어 단일감각자극과 다감각자극이 재실자의 뉴로에너지 향상에 미치는 영향에 대한 연구를 진행하였다.

제안 방법

EEG신호획득은 아날로그필터(0.6∼46[Hz])를 통과한 아날로그신호를 표본화주파수(샘플링주파수) 256[Hz], 분해능 16Bit로 디지털 변환(AD변환)하여 이루어졌다.
EEG측정은 전문 생체신호계측장비인 PolyG-I (Laxtha Inc.)를 활용하였고, 정량적 EEG분석을 위하여 분석단위기반 1회당 5분간 측정하였으며, 국제전극배치법인 International 10-20 System(Fig. 2)에 의해 오른쪽 귓볼과 뒷목(목덜미)의 기준 전극을 제외하고, 두뇌의 총 8부위(전전두엽, 전두엽, 측두엽, 후두엽)에 전극을 부착하여 8채널의 EEG를 비교·분석하였다[11].
기억력 향상과 맑은 정신상태 유도에 효과적인 로즈 마리 향기[6], 뇌의 β파를 활성화시켜 맑은 정신상태 유도, 스트레스 및 우울증 완화에 효과적인 쟈스민 향기[7], 뇌의 혈류량을 활성화시켜 집중력, 심신안정 및 쾌적감 향상과 스트레스 및 긴장감 완화에 효과적인 헤이즐넛 향기를 선정하였다[8].
한국색채연구소가 약 1,500명의 국민을 대상으로 대국민 색채 선호도 조사를 실시한 결과 BLUE 23%, GREEN 17% 및 RED 15%의 비율로 1∼3위를 나타냈다. 따라서 본 연구에서는 색채선호도가 높은 색상 3가지를 선정하여 실험을 진행하였으며, 조명의 색온도 및 색도좌표 측정 장비인 CL-200A (KONICA MINOLTA Inc.)를 활용하여 색도좌표를 측정한 결과는 Table 4와 같다.
본 연구는 미국 공기조화냉동공학회의 쾌적 범위[10]를 만족하는 온도 25[℃], 상대습도 50[RH%], 조도 1,000[lux] 및 기류속도 0.02[m/sec]의 동일한 조건의 항온·항습실에서 감각자극에 노출되기 전, RED(0.6975, 0.3021) 조명 및 쟈스민 향기의 단일감각자극, RED(0.6975, 0.3021) 조명과 쟈스민 향기를 동시에 노출시킨 다감각자극으로 변화를 주어 생체반응 실험을 총 7회 반복 실험하였다.
스트레스 및 HRV는 전문 자율신경계 균형 검사기기인 SA-3000P(Medicore Co. Ltd., Korea)을 활용하여 측정하였고, EEG측정과 동시에 진행하였으며, 좌측과 우측의 손목 및 좌측 발목에 전극을 착용한 상태에서 5분간 측정하였다.
온도 25[℃], 상대습도 50[RH%], 조도 1,000[lux] 및 기류 속도 0.02[m/sec]의 동일한 조건의 항온·항습실에서 EEG, 학습능력, HRV 및 진동이미지를 측정하여 쾌적성, 집중력, 신체적 및 심리적 안정의 변화를 분석한 결과는 다음과 같다.
이와 같은 실험결과를 바탕으로 본 연구에서는 쟈스민 향기와 RED 조명을 사용하여 아로마 및 색온도의 다감각자극 조건을 선정하였다.
자율신경계, 호흡 및 심혈관계 등의 조절에 영향을 미치는 전정계의 전정기관은 감정반사(Vestibular Emotional Reflex)의 미세한 진동을 표현하는데, 진동이미지(Vibra image)는 초당 12∼15프레임의 입력 주파수를 가진 카메라로 Fig. 3과 같이 전정기관의 미세한 진동으로부터 비롯되는 사람의 머리와 목의 미세 움직임을 측정하여 주파수와 진폭의 주기적인 진동움직임에 따라 스트레스(Stress), 긴장·불안(Tension/Anxiety) 외 8가지 파라미터를 Vibra image7 S/W로 분석하는 프로그램을 사용하여 측정 및 분석하였다[13,14].

대상 데이터

2)에 의해 오른쪽 귓볼과 뒷목(목덜미)의 기준 전극을 제외하고, 두뇌의 총 8부위(전전두엽, 전두엽, 측두엽, 후두엽)에 전극을 부착하여 8채널의 EEG를 비교·분석하였다[11]. 금박막 원반형전극을 사용하였으며, 알코올로 두피를 닦아 낸 후 전극젤과 거즈를 사용하여 전극을 두피에 고정시켰다[12].
본 실험의 피험자는 Table 2와 같은 신체조건을 갖는 20대 대학생 8명(남성 4명, 여성 4명)으로 선정하였고, 피험자는 Table 3과 같이 평균학점 4.0 이상으로 상대α 파(8∼13[Hz])의 활성도가 후두엽에서 높은 유형으로 선정하였다[4].

데이터처리

신호획득과정에서의 장비의 제어와 획득후의 데이터분석은 본 연구실에서 자체 기획하여 프로그래밍언어 C++로 개발한 소프트웨어 "Neurometric HMI"를 이용하여 수행하였으며, 객관적 검증을 위하여 두 개 이상 다수의 집단을 비교하고자 할 때 집단 내의 분산 또는 집단 간의 분산을 비교하여 가설검정을 하는 방법인 분산분석 (Analysis of Variance, ANOVA)방법을 이용하여 통계 검증을 하였다.

이론/모형

기억력 향상과 맑은 정신상태 유도에 효과적인 로즈 마리 향기[6], 뇌의 β파를 활성화시켜 맑은 정신상태 유도, 스트레스 및 우울증 완화에 효과적인 쟈스민 향기[7], 뇌의 혈류량을 활성화시켜 집중력, 심신안정 및 쾌적감 향상과 스트레스 및 긴장감 완화에 효과적인 헤이즐넛 향기를 선정하였다[8]. 정량적인 측정을 위하여 뜨거운 물에 에센셜 오일을 떨어뜨려 수증기와 함께 흡입함으로써 호흡기와 순환기계를 촉진시켜주고 단시간에 강력하게 흡입되는 증기흡입법(Steam Inhalation)을 이용하여 실험을 진행하였다[9].

성능/효과

(1)아로마 자극종류 3가지(로즈마리, 쟈스민 및 헤이즐넛)와 색온도 자극종류 3가지(RED, GREEN 및 BLUE) 변화에 따른 쾌적성 및 집중력 변화를 분석한 결과 쟈스민 향기와 RED 조명에서 쾌적성 및 집중력 향상에 효과적인 것을 알 수 있었다.
(2)감각자극에 노출되기 전, 쟈스민 향기 및 RED 조명의 단일감각자극, 쟈스민 향기와 RED 조명을 동시에 노출시킨 다감각자극 변화에 따른 쾌적성, 집중력, 신체적 및 심리적 안정의 변화를 분석한 결과 쟈스민 향기와 RED 조명의 다감각자극에서 감성 및 심신안정과 집중력이 향상되고, 스트레스지수와 피로도가 저감하였으며, 심장안정과 건강한 상태를 나타내었다.
(3)쟈스민 향기와 RED 조명의 다감각자극에서 감각 자극에 노출되기 전에 비하여 평균 약 30[%]의 뉴로에너지가 향상된 본 연구 결과를 미루어 다감각자극이 감각자극에 노출되기 전과 단일감각자극에 비하여 뉴로에너지 향상에 효과적인 것을 알 수 있었다.
Fig. 9와 같이 쟈스민 향기와 RED 조명의 다감각자극에서 피로도가 90.3으로 가장 감소하며, 스트레스지수는 90.4로 가장 감소되므로 쟈스민 향기와 RED 조명의 다감각자극이 스트레스와 피로도 저감에 가장 효과적이라 판단된다.
12와 같이 쟈스민 향기와 RED 조명의다감각자극에서 상대Sα파와 SEF50이 각각 55[%], 20[%] 증가하였고, SDNN은 33[%] 증가하였으며, 피로도와 긴장·불안은 각각 28[%], 11[%] 감소한 것을 알 수 있다. 따라서 쟈스민 향기와 RED 조명의 다감각자극이 뉴로에너지 향상에 효과적이라고 판단된다.
015^**로써 통계적으로 유의미함을 알 수 있다. 따라서 쟈스민 향기와 RED 조명의 다감각자극이 심신과 감성 안정에 가장 효과적이라 판단된다.
6[%]의 높은 집중력 패턴을 유지하는 것을 알 수 있다. 따라서 쟈스민 향기와 RED 조명의 다감각자극이 인지능력과 주의력 향상에 가장 효과적이라 판단된다.
쟈스민 향기와 RED 조명 자극을 동시에 노출시켰을 경우의 다감각자극과 감각자극에 노출되기 전과 쟈스민 향기 및 RED 조명의 단일감각자극에 노출되었을 경우에 따른 긴장·불안과 스트레스의 진동이미지를 측정한 결과는 Fig. 11과 같이 쟈스민 향기와 RED 조명의 다감각자극에서 긴장·불안과 스트레스가 각각 32.0과 31.1로 가장 감소되므로 쟈스민 향기와 RED 조명의 다감각자극이 긴장·불안 및 스트레스 저감에 가장 효과적이라고 판단된다.
쾌적성, 집중력, 신체적 및 심리적 안정, 긴장·불안, 스트레스에 가장 효과적인 RED 조명과 쟈스민 향기의 다감각자극과 감각자극에 노출되기 전의 뉴로에너지를 비교한 결과는 Fig. 12와 같이 쟈스민 향기와 RED 조명의다감각자극에서 상대Sα파와 SEF50이 각각 55[%], 20[%] 증가하였고, SDNN은 33[%] 증가하였으며, 피로도와 긴장·불안은 각각 28[%], 11[%] 감소한 것을 알 수 있다.

후속연구

본 연구에서 아로마 및 색온도 자극종류를 3가지로 국한 시킨 점과 피험자를 20대 대학생으로 선정한 점을 미루어 향후에 다양한 다감각자극조건과 피험자를 선정하여 준다면 뉴로에너지 향상에 더욱 효과적인 다감각자극 조건을 정립할 수 있을 것이라 예상된다. 또한, 후각 및 시각자극 이외의 촉각 및 청각자극 조건을 선정하여 연구 및 고찰이 이루어진다면 현재 재실자의 쾌적성을 온열감으로 판단하여 건물 온도제어가 이루어지고 있으나, 향후 인체의 오감각자극을 통하여 실내 쾌적성, 생산성 및 작업능률 등의 뉴로에너지를 향상시킬 수 있는 다감각 제어를 도입하여 서비스 공간의 목적과 재실자의 심리상태를 고려하는 스마트빌딩제어시스템을 구축할 수 있으리라 기대한다.
본 연구에서 아로마 및 색온도 자극종류를 3가지로 국한 시킨 점과 피험자를 20대 대학생으로 선정한 점을 미루어 향후에 다양한 다감각자극조건과 피험자를 선정하여 준다면 뉴로에너지 향상에 더욱 효과적인 다감각자극 조건을 정립할 수 있을 것이라 예상된다. 또한, 후각 및 시각자극 이외의 촉각 및 청각자극 조건을 선정하여 연구 및 고찰이 이루어진다면 현재 재실자의 쾌적성을 온열감으로 판단하여 건물 온도제어가 이루어지고 있으나, 향후 인체의 오감각자극을 통하여 실내 쾌적성, 생산성 및 작업능률 등의 뉴로에너지를 향상시킬 수 있는 다감각 제어를 도입하여 서비스 공간의 목적과 재실자의 심리상태를 고려하는 스마트빌딩제어시스템을 구축할 수 있으리라 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	공공기관의 에너지이용합리화법 시행규칙의 한계점은 무엇인가요?	현재 우리나라는 공공기관의 에너지이용합리화법 시행규칙 제14조(적정실내온도 준수)에 의하여 냉방 시에 평균 28[℃] 이상, 난방 시에 평균 18[℃] 이하로 규정하고 있다. 그러나 실제로 공공기관 건물의 법정 설정온도제한 규제에 대한 합리성에 관한 연구결과 재실자의 온열감 및 쾌적감의 저하로 작업능률이 저하되는 것으로 나타났고, 개인 전열기기의 사용량이 늘어나 결과적으로 냉난방비용이 상승하는 것을 알 수 있었으며, 이에 따라서 재실자의 쾌적감을 고려하지 않은 온열환경기준 적용은 에너지절감에 대한 실질적인 효율성을 저하시키는 것을 알 수 있었다[2]. 또한, 미국 환경 보호국(EPA)은 실내 환경에 의해 거주자의 쾌적감, 생산성 및 작업수행능력이 변화된다고 발표하였고, 실내 환경인자들은 감성, 신체 및 지성의 생체리듬 시스템(Circadian system)을 변화시키기 때문에 재실자의 쾌적성, 생산성 및 작업능률 등의 뉴로에너지에 지대한 영향을 미친다[3].
	현재 우리나라의 공공기관 에너지이용합리화법 시행규칙 제 14조는 무엇인가요?	에너지는 태양열, 태양광, 바이오매스, 풍력, 수력, 지열 및 폐열 등과 같은 신재생에너지와 석유, 석탄 및 가스 등과 같은 화석연료에너지, 그리고 근육을 이용한 물리적에너지와 인지·감각을 이용한 심리적에너지를 나타내는 뉴로에너지(Neuro-energy)가 있다[1]. 현재 우리나라는 공공기관의 에너지이용합리화법 시행규칙 제14조(적정실내온도 준수)에 의하여 냉방 시에 평균 28[℃] 이상, 난방 시에 평균 18[℃] 이하로 규정하고 있다. 그러나 실제로 공공기관 건물의 법정 설정온도제한 규제에 대한 합리성에 관한 연구결과 재실자의 온열감 및 쾌적감의 저하로 작업능률이 저하되는 것으로 나타났고, 개인 전열기기의 사용량이 늘어나 결과적으로 냉난방비용이 상승하는 것을 알 수 있었으며, 이에 따라서 재실자의 쾌적감을 고려하지 않은 온열환경기준 적용은 에너지절감에 대한 실질적인 효율성을 저하시키는 것을 알 수 있었다[2].
	에너지의 종류에는 어떠한 것들이 있나요?	에너지는 태양열, 태양광, 바이오매스, 풍력, 수력, 지열 및 폐열 등과 같은 신재생에너지와 석유, 석탄 및 가스 등과 같은 화석연료에너지, 그리고 근육을 이용한 물리적에너지와 인지·감각을 이용한 심리적에너지를 나타내는 뉴로에너지(Neuro-energy)가 있다[1]. 현재 우리나라는 공공기관의 에너지이용합리화법 시행규칙 제14조(적정실내온도 준수)에 의하여 냉방 시에 평균 28[℃] 이상, 난방 시에 평균 18[℃] 이하로 규정하고 있다.

참고문헌 (22)

J.M.Kim, "Design of the Multi-sensory Compensation Service Space to improve the Neuro-energy", Gachon University, pp.1, 2014.
H.M.Jang, "The Need of Adopting Thermal Environment Code Meeting Comfort Zone in Public Building", The Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea, pp.529-535, 2012.
A.S.Choi, J.E.Lee, B.C.Park, "Development and Application of Health Lighting Plan in Residential Areas", Architectural Institute of Korea, Vol.20, No.10, pp.287-294, 2004.
Y.J.Ahn, J.H.Yoen, K.S.Yoo, W.H.Lee, "Spontaneous Potential analysis of the Psychophysiology effects of Color", Korea Society for Internet Information, Vo.7, No.2, pp.565-569, 2006.
J.H.Choi, H.H.Lee, "The Relationship between Weight of Single Garments and Thermal Insulation with a Thermal Manikin", The Korea Society of Clothing and Textiles, Vol.33, No.2, pp.173-186, 2009.

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Y.N.Kim, "The study on effect of anti-stress managed by aroma essence oil therapy through oldfactory", Kyung-Gi University. pp.19, 32, 2011.
A.R.Ha, "Effects of Aromatherapy on Health Promotion by Using Electroencephalogram Spectra and the User's Behavior", Kosin University, pp.9, 2006.
M.S.Lee, "A Study on Effects of Aroma Inhalation Method Including Warming Intervention on Physiological.Psychological Factors : Focusing on Spinal Anesthesia Surgical Patients", Kyung-Hee University, pp.13, 2011.
S.W.Choi, H.K.Hong, "Essential Aromatherapy", Cheong Moon Gak, pp.57-63, 2009.
ASHRAE Handbook Fundamentals, pp.8,12-8,20, 2001 SI Edition.
M.H.Kim, "The Study about Variation of Physiology Signal based on EEG due to Variation of Illumination", The Korean Institute of Electrical Engineering, Vol.61P, No.1, pp.55-58, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.5370/KIEEP.2012.61.1.055

원문보기 상세보기
S.K.Park, G.S.Jang, K.Chan, et al., "The Auditory and Visual Information Impacts on the Traffic Noise Perception by the using Electroencephalogram", The Korea Society for Noise and Vibration Engineering, No.2, pp.41-47, 2006.
V.A.Minkin, N. N. Nikolaenko, "Application of Vibraimage Technology and System for Analysis of Motor Activity and Study of Functional State of the Human Body", Vol. 42, No.4, Biomedical Engineering, pp.196-200, 2008. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s10527-008-9045-9

상세보기
V.A.Minkin "psycho-physiological state detection and non-contact long distance scanning system build", Elsys research report, pp.14-20, 2006.
S.J.Yu, "The Effect of A Sensory Motor Program on the Duration of Stereotype Behavior and Electroencephalogram in Children with Autism", Korea Society of Adapted Physical Activity and Exercise, Vol.16, No.1, pp.151-173, 2008.
J.S.Tak, "EEG Differences between Gifted Students and Average Onces in Information Science", Korea National University of Education, pp.19, 2010.
I.S.Seo, "A Study of Stability Evaluation Method Using EEG", Journal of Digital Contents Society, Vol.1, No.1, pp.47-48, 2006
R.J.Davidson, "Anterior cerebral asymmetry and the nature of emotion", Brain and Cognition, Vol.20, pp.125-151, 1992. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/0278-2626(92)90065-T

상세보기
K.J.Baek, C.S.Ryu, B.W.Park, "Analysis of the EEG differences between normal person group and obesity person group and the EEG differences of specific-group", The Korean Society of Jungshin Science, Vol.25, pp.233-246, 2006.
C.H.Chung, "Relationships between Stress and Fatigue of the Nurses in the Operating Room", Chon-nam National University, pp.18, 2009.
S.K.Ahn, K.J.Bak, "The Effect of Brainwave Traing on Students' Acadamic Achievement and Ability of Resisting Stress - for the Primary Student", The Korea Academia-Industrial Cooperation Society, Vol.10, No.10, pp.2953, 2009. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/kais.2009.10.10.2952
J.S.Park, "Study on the Effect of Acupuncture at Jeonjung(CV17) on the Heart Rate Variability in Healthy Adults", Wonkwang University, pp.22-23, 2010.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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