스마트폰 사용 패턴 수집 및 분석을 통한 스마트폰 중독 및 질병 예방 시스템 A Smartphone Addiction and Disease Prevention System Through the Collection and Analysis of Smartphone Usage Patterns원문보기
최근 스마트폰 사용자들이 급격히 증가함에 따라 다양한 사회적 문제점들이 발생되고 있다. 대표적으로, 과도한 스마트폰의 사용과 잘못된 이용습관은 '스마트폰 중독(smartphone addiction)'과 '스마트폰 질병(smartphone disease)'과 같은 새로운 사회적 문제점들을 야기시키고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제들을 사전에 예방하기 위해 스마트폰 사용자의 패턴을 방향센서를 이용해서 수집하고 분석해서 스마트폰 중독 및 질병을 예방하는 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 사용자의 스마트폰 사용형태와 사용시간을 실시간으로 분석하여 위험수준에 도달하였을 경우, 사용자에게 이를 알려 줌으로써 사용자 자신이 사전에 위험을 인지할 수 있도록 하며, 자신의 의지로 스마트폰 사용을 절제하도록 하여 스마트폰 중독 및 질병을 사전에 예방할 수 있도록 제안한다.
최근 스마트폰 사용자들이 급격히 증가함에 따라 다양한 사회적 문제점들이 발생되고 있다. 대표적으로, 과도한 스마트폰의 사용과 잘못된 이용습관은 '스마트폰 중독(smartphone addiction)'과 '스마트폰 질병(smartphone disease)'과 같은 새로운 사회적 문제점들을 야기시키고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제들을 사전에 예방하기 위해 스마트폰 사용자의 패턴을 방향센서를 이용해서 수집하고 분석해서 스마트폰 중독 및 질병을 예방하는 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 사용자의 스마트폰 사용형태와 사용시간을 실시간으로 분석하여 위험수준에 도달하였을 경우, 사용자에게 이를 알려 줌으로써 사용자 자신이 사전에 위험을 인지할 수 있도록 하며, 자신의 의지로 스마트폰 사용을 절제하도록 하여 스마트폰 중독 및 질병을 사전에 예방할 수 있도록 제안한다.
In recent years, in accordance with the rapidly increasing number of smartphone users, various social problems have started to occur. Examples of these problems are the overuse of smartphones and bad usage habits of smartphone users that can cause new social problems such as smartphone addiction and...
In recent years, in accordance with the rapidly increasing number of smartphone users, various social problems have started to occur. Examples of these problems are the overuse of smartphones and bad usage habits of smartphone users that can cause new social problems such as smartphone addiction and other smartphone related diseases. With the aim of preventing these social problems, this paper proposes a new smartphone addiction and disease prevention system. This system was developed by collecting and analyzing smartphone usage patterns. This proposed system analyzes the usage patterns and working hours of smartphone users in real time. If the detected smartphone usage patterns reach a dangerous level, the system will send warning messages to the user. This will enable users to recognize the unhealthy situation in advance by themselves. In addition, this solution could possibly prevent smartphone addiction and other smartphone related illness by preventing overuse and encouraging abstinence from using smartphones to the extent that it becomes harmful to the user.
In recent years, in accordance with the rapidly increasing number of smartphone users, various social problems have started to occur. Examples of these problems are the overuse of smartphones and bad usage habits of smartphone users that can cause new social problems such as smartphone addiction and other smartphone related diseases. With the aim of preventing these social problems, this paper proposes a new smartphone addiction and disease prevention system. This system was developed by collecting and analyzing smartphone usage patterns. This proposed system analyzes the usage patterns and working hours of smartphone users in real time. If the detected smartphone usage patterns reach a dangerous level, the system will send warning messages to the user. This will enable users to recognize the unhealthy situation in advance by themselves. In addition, this solution could possibly prevent smartphone addiction and other smartphone related illness by preventing overuse and encouraging abstinence from using smartphones to the extent that it becomes harmful to the user.
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문제 정의
본 연구에서는 ‘거북목 증후군’, ‘어깨 결림증’에 대한 예방 시스템을 개발하는데 제한을 두었고, 각 질병에 대하여 동일한 기준을 적용시키어 개발하였다.
본 연구에서는 그림 3과 같이 스마트폰 사용자를 대상으로 사용 패턴을 수집하고 분석하여 이에 따른 예방 알림 메시지를 출력해 주는 모델이다. 이를 위하여 스마트폰에 내장 탑재되어 있는 방향센서와 디스플레이 활성화 값을 이용하여 사용자의 스마트폰 사용시간과 행동(자세)을 파악하여 수집할 수 있어야 한다.
본 연구에서는 매우 다양한 스마트폰 질병 중 대표적 질병인 ‘거북목 증후군’, ‘어깨 결림증’에 대한 예방 시스템을 개발하는데 제한을 두었다.
본 연구에서는 스마트폰의 방향센서와 디스플레이 활성화 정보로 사용자의 사용 패턴 데이터를 수집하고, 수집한 데이터를 본 연구에서 개발한 기준을 통해 분석하여 이에 따른 중독 및 질병 예방 시스템을 제안하였다. 또한 실험을 통하여 스마트폰의 방향센서를 이용하여 얻은 사용 패턴 데이터는 사용자의 현재 상태(자세)를 예측할 수 있다는 결과를 제공하였다.
본 절에서는 이러한 게임중독 예방 프로그램 중 하나인, 과몰입 이용자 대상 보호프로그램에 대해 알아보고, 동작원리와 실제 적용사례에 대해 살펴본다.
스마트폰에는 근접센서, 가속도센서, 방향센서와 같은 다양한 센서를 탑재하고 있을 뿐 아니라, 항상 사용자가 휴대하기 때문에 내장되어 있는 센서로부터 데이터를 획득하여 다양한 동작 인식을 위한 정보로 사용할 수 있다[15], [16]. 이에 본 연구는 스마트폰 사용자의 질병을 예방할 방법으로 현재 스마트폰 사용자의 자세(행동)에 따른 예방 알림 메시지를 출력해주는 방식을 택하였으며, 이를 스마트폰에 내장 탑재되어 있는 방향센서를 통해 데이터를 수집하여 분석할 수 있는가에 대한 실험을 하였다.
제안 방법
처리되는 작업은 스마트폰 화면의 활성화 여부를 확인하고, 지속 활성화 여부에 따른 사용자 시간을 측정하는 것이다. KeyguardManager 클래스의 inKeyguardRestrictedInputMode 함수로 활성화 여부를 확인하였고, 활성화부터 사용시간 데이터를 1씩 증가, 비활성화 시 사용시간 데이터를 0으로 초기화하여 사용자의 스마트폰 사용시간을 측정하였다.
각 사용자 스마트폰에서 앱을 실행시키면 그림 8과 같이 설치 후 최초 실행 시 진행되는 사용자등록 단계를 거치게 된다. 개인정보 수집 동의 절차를 진행하고 사용자의 기본 인적사항을 입력받아 앱 고유식별 ID와 같이 DB 서버에 전송하도록 하였다. 데이터를 전송받은 DB 서버에서는 각 테이블에 앱 고유식별 ID로 저장 및 수정을 하도록 구축하였다.
하지만, 이러한 기준에 대한 선행연구는 국내에선 아직까지 이루어지고 있지 않다. 그래서 본 연구에서는 앞서 2장에서 살펴본 스마트폰 중독사례와 유사한 사례인 게임 과몰입 예방 프로그램에서 예방 알림 메시지를 주기 위해 기준으로 삼은 1시간을 본 연구에 적용하기로 결정하였다. 본 기준을 통하여 예방 알림 메시지가 발생하는 경우는 2가지이며, 이에 해당하는 사용 패턴 데이터는 다음과 같다.
본 연구에서는 ‘거북목 증후군’, ‘어깨 결림증’에 대한 예방 시스템을 개발하는데 제한을 두었고, 각 질병에 대하여 동일한 기준을 적용시키어 개발하였다. 기준은 앞서 살펴 본 연구문제 1의 해결방법에 따라 질병을 유발할 수 있는 경계각도를 선택하여 적용시키어 개발하였다. 구체적인 기준은 다음과 같다.
개인정보 수집 동의 절차를 진행하고 사용자의 기본 인적사항을 입력받아 앱 고유식별 ID와 같이 DB 서버에 전송하도록 하였다. 데이터를 전송받은 DB 서버에서는 각 테이블에 앱 고유식별 ID로 저장 및 수정을 하도록 구축하였다. 마지막으로 Web 서버는 이에 대한 데이터를 DB 서버에 요청하여 사용자에게 제공되는 App View를 업데이트 해주게 된다.
해당 이벤트에서는 디스플레이의 활성화 여부를 확인하여 활성화 상태일 경우에만 중독 및 질병 체크 알고리즘의 Method를 실행되도록 구현하였다. 또한 디스플레이가 비활성일 경우 활성화 이후부터의 누적 사용시간을 0분으로 초기화 될 수 있도록 하였다. 중독 및 질병 체크 알고리즘의 Method에선 1일 간의 총 사용시간, 디스플레이의 활성화 시간부터 비활성화 시간까지의 누적 시간, 방향센서 값을 통한 사용자 자세 형태 데이터를 추출하여 연구문제 3에서 제시한 기준에 적합하였을 경우 사용자에게 예방 알림 메시지를 발생한다.
본 연구를 통해 개발된 앱은 그림 7과 같이 background에서 항상 작동하고 있으며, 일정한 주기를 통해 사용자의 사용시간과 사용형태를 스마트폰 내 SQLite DB에 1일 간의 데이터를 저장하도록 하였으며, 빈번한 전송으로 인해 발생할 수 있는 스마트폰에 대한 부하를 최소화하기 위해서 Web 서버로의 정보 전송 주기를 1일 또는 사용자가 앱을 실행하였을 경우로 설정하였다.
스마트폰은 상당수의 현대인들에게 이미 생활의 필수품이 되고 있기 때문에 스마트폰을 좀 더 현명하게 사용하기 위해서는 스마트폰을 사용하는 사용자 자신의 상태를 인지하고 있어야 한다. 본 연구에서 개발된 시스템을 통하여 많은 스마트폰 이용자들이 자신의 스마트폰 사용 형태를 파악하여 스마트폰 과다사용으로 인하여 발생하는 중독과 질병을 사전에 예방함으로써 좀 더 현명하게 스마트폰을 사용하였으면 한다.
본 연구에서 설계한 시스템은 클라이언트의 경우 Java 언어 기반의 Android SDK를 이용하여 Eclipse 환경에서 Galaxy S4기종의 Android 4.1.2 version을 기준으로 앱을 구현하였고, Web 서버는 Windows 7에서 Java 언어 기반의 JSP로 Apache Tomcat을 통해 구축하였다. DB 서버는 CentOS에서 Oracle DB를 구축하였다.
실험 방법은 다음 그림 4와 같이 스마트폰 전면부(디스플레이)가 하늘을 향하는 상태를 0°라 정하고, 시계 반대방향으로 45°씩 기울이면서 360°를 제외한 8회씩(0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°) 총 160회의 스마트폰 각도에 따른 사용자의 행동(자세)를 관찰하여 측정하는 방식으로 진행하였다.
앞서 살펴본 연구문제의 해결방법을 토대로 스마트폰의 방향센서 데이터를 이용해 사용자의 사용형태와 디스플레이 활성화 값을 이용해 사용시간을 수집하여 스마트폰을 사용하는 사용자의 패턴을 파악하고, 이에 대한 중독 및 질병 예방 알림 메시지를 제공하는 시스템을 다음과 같이 설계하였다.
연구문제 2에 대한 분석 결과로는 안드로이드 플랫폼에서 제공하는 시스템 서비스 라이브러리인 AlarmManager 클래스의 setRepeating 함수를 사용하여 분 단위로, 작업 클래스를 백그라운드에서 호출 하도록 처리하였다. 처리되는 작업은 스마트폰 화면의 활성화 여부를 확인하고, 지속 활성화 여부에 따른 사용자 시간을 측정하는 것이다.
이에 본 연구에서는 사용자가 스마트폰을 사용함으로써 발생하는 사용 패턴 정보를 수집하여 스마트폰 단말 내 SQLite DB에 저장한 후에 특정 기준에 의해 분석하고 판단하여 현재 사용자의 스마트폰 사용 행위 및 상태에 따른 중독 및 질병 예방 알림 메시지를 제공해 주고, 사용자가 자신의 스마트폰 사용형태를 한눈에 파악할 수 있도록 사용 패턴 데이터를 일정한 주기로 DB server에 저장해두었다가 사용자의 요청이 있으면 제공해 주는 시스템을 제안하였다. 이를 위해 스마트폰 사용자의 사용 패턴을 수집하는 방식과 수집된 사용 패턴 데이터를 통해 다양한 형태의 사용자 상태를 파악할 수 있는 기준을 제시하고, 이를 기반으로 사용자의 스마트폰 중독 및 질병에 대한 예방 시스템을 제시하였다.
이에 본 연구에서는 사용자가 스마트폰을 사용함으로써 발생하는 사용 패턴 정보를 수집하여 스마트폰 단말 내 SQLite DB에 저장한 후에 특정 기준에 의해 분석하고 판단하여 현재 사용자의 스마트폰 사용 행위 및 상태에 따른 중독 및 질병 예방 알림 메시지를 제공해 주고, 사용자가 자신의 스마트폰 사용형태를 한눈에 파악할 수 있도록 사용 패턴 데이터를 일정한 주기로 DB server에 저장해두었다가 사용자의 요청이 있으면 제공해 주는 시스템을 제안하였다. 이를 위해 스마트폰 사용자의 사용 패턴을 수집하는 방식과 수집된 사용 패턴 데이터를 통해 다양한 형태의 사용자 상태를 파악할 수 있는 기준을 제시하고, 이를 기반으로 사용자의 스마트폰 중독 및 질병에 대한 예방 시스템을 제시하였다.
이후 안드로이드 Service의 Alarm을 통해 스마트폰 백그라운드에서 그림 12와 같이 사용자에 대한 ‘1일간 총 사용시간’, ‘지속 사용시간’, ‘사용자의 행동(자세)에 따른 지속 사용시간’을 추출하며, 해당 데이터는 그림 13과 같이 SQLite DB의 UserDB와 UseShowDB에 데이터를 저장 및 조회, 수정한다.
이 이벤트는 background를 통해 발생하여 다른 앱이 실행중 일 때도 알림 Push를 받을 수 있다. 해당 이벤트에서는 디스플레이의 활성화 여부를 확인하여 활성화 상태일 경우에만 중독 및 질병 체크 알고리즘의 Method를 실행되도록 구현하였다. 또한 디스플레이가 비활성일 경우 활성화 이후부터의 누적 사용시간을 0분으로 초기화 될 수 있도록 하였다.
대상 데이터
즉, 스마트폰의 각도, 스마트폰 사용자의 행동 또는 자세, 스마트폰 총 사용시간 등을 말한다. 본 연구에서 활용할 사용 패턴 데이터는 스마트폰에 내장 탑재되어 있는 방향센서와 디스플레이 활성화 값을 통해 수집하게 된다.
실험은 스마트폰을 사용하는 본교 학생 20명을 대상으로 실시하였으며, 실험에 사용된 스마트폰 디바이스는 S사의 갤럭시 S4 기종으로 동일하게 사용되었다. 실험 방법은 다음 그림 4와 같이 스마트폰 전면부(디스플레이)가 하늘을 향하는 상태를 0°라 정하고, 시계 반대방향으로 45°씩 기울이면서 360°를 제외한 8회씩(0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°) 총 160회의 스마트폰 각도에 따른 사용자의 행동(자세)를 관찰하여 측정하는 방식으로 진행하였다.
성능/효과
본 연구에서는 스마트폰의 방향센서와 디스플레이 활성화 정보로 사용자의 사용 패턴 데이터를 수집하고, 수집한 데이터를 본 연구에서 개발한 기준을 통해 분석하여 이에 따른 중독 및 질병 예방 시스템을 제안하였다. 또한 실험을 통하여 스마트폰의 방향센서를 이용하여 얻은 사용 패턴 데이터는 사용자의 현재 상태(자세)를 예측할 수 있다는 결과를 제공하였다.
후속연구
따라서 그러한 견지에서 이용하는 서비스와 콘텐츠에 따라 이용자의 몰입도와 이용자세, 이용시간의 간헐도 등은 매우 달라질 소지가 있다. 본 시스템은 이러한 세부속성에 대한 특질을 반영하고 있지 않고 있어 후속 연구 과제로써 진행되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
스마트폰 중독의 개념은 무엇인가?
스마트폰 과다사용으로 인한 금단·내성을 지니고 있으며, 이로 인해 일상생활 장애가 유발되는 상태를 말한다[5].
스마트폰의 수요가 급증하는 까닭은?
최근 스마트폰의 수요가 급격히 증가함에 따라 많은 변화가 일어나고 있다. 스마트폰은 일반 컴퓨터와 비슷한 기능을 할 수 있음과 동시에 접근성, 편이성 및 휴대성이 뛰어나다는 장점 때문에 많은 사용자가 사용하고 있다.
스마트폰 질병이란 무엇인가?
스마트폰 과다사용으로 인해 손저림증, 목 통증, 어깨 통증, 시력 저하 등 여러 불편한 증상이 나타나게 되는데 이를 일컬어 ‘스마트폰 질병(smartphone disease)’ 또는‘스마트폰 증후군(smartphone syndrome)’이라고 한다[3].
참고문헌 (16)
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