본 연구는 완전 몰입형 가상현실 장비의 사용으로 발생하는 사이버 멀미로 인해 야기된 동적균형의 변화가 낙상을 일으키는지 알아보고자 하였다. 연구의 취지를 이해하고 자발적으로 참여에 동의한 균형감각이 정상인 20대 성인남녀 39명을 대상으로 VR착용 전과 후의 멀미지수, 심박수를 측정하고 Biorescue의 안정성 한계 검사를 실시하였다. 가상현실 체험을 위한 도구로 Samsung gear VR을 이용하였고, To the Homeland 라는 게임을 20분간 실시하였다. VR착용 후 동적균형훈련이 약간 감소하였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. VR착용 전과 후의 멀미변화는 멀미설문조사를 통해 통계적으로 유의한 차이가 있음을 알 수 있었다. 심박수 변화는 Pulse Oximeter을 이용하여 심박수 증가를 보여 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 일반인을 대상으로 완전 몰입형 가상현실 체험은 멀미가 유발되나 동적균형문제에는 다소 영향을 미치지 못하였다. 그렇기 때문에 VR 착용으로 인한 사이버멀미는 균형감소와 낙상을 유발시키지 않는다.
본 연구는 완전 몰입형 가상현실 장비의 사용으로 발생하는 사이버 멀미로 인해 야기된 동적균형의 변화가 낙상을 일으키는지 알아보고자 하였다. 연구의 취지를 이해하고 자발적으로 참여에 동의한 균형감각이 정상인 20대 성인남녀 39명을 대상으로 VR착용 전과 후의 멀미지수, 심박수를 측정하고 Biorescue의 안정성 한계 검사를 실시하였다. 가상현실 체험을 위한 도구로 Samsung gear VR을 이용하였고, To the Homeland 라는 게임을 20분간 실시하였다. VR착용 후 동적균형훈련이 약간 감소하였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. VR착용 전과 후의 멀미변화는 멀미설문조사를 통해 통계적으로 유의한 차이가 있음을 알 수 있었다. 심박수 변화는 Pulse Oximeter을 이용하여 심박수 증가를 보여 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 일반인을 대상으로 완전 몰입형 가상현실 체험은 멀미가 유발되나 동적균형문제에는 다소 영향을 미치지 못하였다. 그렇기 때문에 VR 착용으로 인한 사이버멀미는 균형감소와 낙상을 유발시키지 않는다.
The purpose of the study was to explore whether the Cyber Motion sickness used VR causes a change in the dynamic balance and fall. For 39 people who voluntarily participated in this study, this study measured the motion sickness questionnaires, the heart rate and stability of limit test in BioRescue...
The purpose of the study was to explore whether the Cyber Motion sickness used VR causes a change in the dynamic balance and fall. For 39 people who voluntarily participated in this study, this study measured the motion sickness questionnaires, the heart rate and stability of limit test in BioRescue. The study used Samsung Gear VR and applied the games to the To the homeland. The game proceeded 20minutes. Although the value of the stability after a VR application is slightly reduced, it did not reach statistical significance. The motion sickness questionnaires increased, and it had a statistical significant impact. Also Heart rate increased and it had a statistically significant impact. A virtual reality game affect for getting motion sickness but it did not affect the dynamic balance. So, cyber motion sickness caused by virtual reality wear does not result in decreased balance and falls.
The purpose of the study was to explore whether the Cyber Motion sickness used VR causes a change in the dynamic balance and fall. For 39 people who voluntarily participated in this study, this study measured the motion sickness questionnaires, the heart rate and stability of limit test in BioRescue. The study used Samsung Gear VR and applied the games to the To the homeland. The game proceeded 20minutes. Although the value of the stability after a VR application is slightly reduced, it did not reach statistical significance. The motion sickness questionnaires increased, and it had a statistical significant impact. Also Heart rate increased and it had a statistically significant impact. A virtual reality game affect for getting motion sickness but it did not affect the dynamic balance. So, cyber motion sickness caused by virtual reality wear does not result in decreased balance and falls.
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문제 정의
이러한 과제 수행에 환자가 능동적으로 참여하고, 흥미와 재미를 느낄 수 있도록 해주는 과제들을 포함하였다. 또한 Fig. 2와 같이 다양한 방향으로 체중 이동을 요구하고 속도의 다양성으로 인해 발생하는 사이버 멀미에 대한 동적 균형의 변화를 알아보기 위한 수행 과제가 되는 것이다.
본 연구는 시각과 전정감각에 이상이 없는 20대 일반인들 대상으로 완전 몰입형 가상현실을 체험하여 발생된 사이버 멀미가 동적 균형능력에 미치는 영향을 알아보고자 시행하였다. 본 실험과 같이 짧은 시간으로 적용하였을 때 사이버 멀미가 유발되었고 통계학적으로 유의한 차이가 나타났지만 실질적으로 어지럼증을 유발할 정도는 아니었다.
완전 몰입형 가상현실을 체험하기 전 동적 균형능력을 측정하기 위해 대상자에게 바이오레스큐 측정 방법에 대해 구두 설명 및 한 번의 측정 연습을 통해 숙지시킨 후 본 측정을 하였다. 본 측정과 함께 멀미 지수와 심박수도 같이 측정 하였다.
이에 본 연구는 완전 몰입형 가상현실 게임을 시행 한 후 발생되어지는 사이버 멀미에 대해 실제로 낙상의 문제를 일으킬 수 있는 정도의 동적균형의 변화가 나타나는지 알아보고자 한다.
이에 본 연구에서는 균형감각에 문제가 없는 정상인 대상으로 완전 몰입형 가상현실 프로그램 중에서 몰입도가 높은 1인칭 시점의 To the homeland 컨텐츠를 사용하여 사이버 멀미를 유발시키고 이에 대해 동적 균형의 변화에 대해 알아보고자 실시하였고, 완전 몰입형 가상현실 중재 전, 후에 따른 멀미, 심박 수, 동적 균형의 안정성 한계를 살펴본 결과 간접적으로 심박 수의 증가로 인해 멀미에 영향을 미친 것을 알 수 있었고(p<0.05) 직접적으로 설문지를 통하여 멀미가 증가하였다(p.05).
제안 방법
VR 착용 전과 후의 대상자의 심박 수 변화를 측정하기 위해 Pulse Oximeter를 이용하였다. (1)대상자의 호흡이 안정된 때에 왼손의 검지에 Pulse Oximeter를 부착시켜 기기의 모니터가 손가락의 손등 쪽으로 오도록 한 후 측정하였다[21]. Pulse Oximeter는 LED와 포토다이오드를 이용하여서 손가락이나 귓불 같은 신체의 말단 부분에서 맥박신호를 얻고 그 신호를 이용하여 심박 수를 구한다.
따라서 멀미의 정도를 알아보기 위하여 간접적으로 심박 수를 측정하였다. VR 착용 전과 후의 대상자의 심박 수 변화를 측정하기 위해 Pulse Oximeter를 이용하였다. (1)대상자의 호흡이 안정된 때에 왼손의 검지에 Pulse Oximeter를 부착시켜 기기의 모니터가 손가락의 손등 쪽으로 오도록 한 후 측정하였다[21].
VR 체험 전후의 동적 균형능력의 변화를 측정하기 위해서 바이오레스큐의 안정성 한계 검사를 사용하였다. 안정성 한계 검사는 동적 자세조절 능력을 확인하기 위해 적합하며 안정성 한계 값이 클수록 동적 균형능력이 좋다고 할 수 있다[16].
실험 전, 후의 멀미, 심박 수, 균형의 변화를 비교해보기 위해서 VR을 체험하기 전에 멀미 설문지를 이용한 멀미지수 측정, 심박 수 측정 그리고 바이오레스큐의 안정성 한계 검사를 측정하였다. VR을 20분 동안 실시하고 후에 멀미, 심박 수, 균형의 변화를 재 측정하였다.
감압플랫폼은 610×580㎜의 판에 중앙을 중심으로 400×400㎜에 1㎠당 1개씩 총1,600개의 압력센서가 선 자세나 동작 시 발의 정적 동적인 압력을 측정한다.
본 측정과 함께 멀미 지수와 심박수도 같이 측정 하였다. 그 후 점프, 장벽 피하기, 아이템 먹기, 장애물 피하기로 구성된 To the homeland(제조사: Mixreality, 장르: 액션, 캐주얼, 출시: 2016.8.31)라는 가상현실 게임을 20분간 실시하게 되는데, 체험 전 게임 방법을 구두로 설명하여 숙지 시켰고 대상자가 충분히 완전 몰입을 할 수 있도록 주위 환경을 만들어주었다. 마지막으로 완전 몰입형 가상현실을 체험하고 난 뒤 동적 균형, 멀미 지수 그리고 심박 수를 재측정 하였다.
따라서 멀미의 정도를 알아보기 위하여 간접적으로 심박 수를 측정하였다. VR 착용 전과 후의 대상자의 심박 수 변화를 측정하기 위해 Pulse Oximeter를 이용하였다.
31)라는 가상현실 게임을 20분간 실시하게 되는데, 체험 전 게임 방법을 구두로 설명하여 숙지 시켰고 대상자가 충분히 완전 몰입을 할 수 있도록 주위 환경을 만들어주었다. 마지막으로 완전 몰입형 가상현실을 체험하고 난 뒤 동적 균형, 멀미 지수 그리고 심박 수를 재측정 하였다.
본 연구는 39명의 대상자가 실험에 참여하였다. 실험 전, 후의 멀미, 심박 수, 균형의 변화를 비교해보기 위해서 VR을 체험하기 전에 멀미 설문지를 이용한 멀미지수 측정, 심박 수 측정 그리고 바이오레스큐의 안정성 한계 검사를 측정하였다. VR을 20분 동안 실시하고 후에 멀미, 심박 수, 균형의 변화를 재 측정하였다.
대상 데이터
13㎏이다. 그리고 평상 시 멀미를 호소하지 않는 일반 정상인들 대상으로 실험을 실시하였다.
2.1 연구 대상
대상자는 C대학에 재학 중인 대학생들로, 본 연구의 목적에 동의하여 스스로 참여를 허락한 20대 학생 40명 중 실험하기 전 어지럼증을 호소하는 자는 제외하여 39명을 대상으로 연구하였다.
본 연구는 39명의 대상자가 실험에 참여하였다. 실험 전, 후의 멀미, 심박 수, 균형의 변화를 비교해보기 위해서 VR을 체험하기 전에 멀미 설문지를 이용한 멀미지수 측정, 심박 수 측정 그리고 바이오레스큐의 안정성 한계 검사를 측정하였다.
사용한 스마트폰은 삼성 갤럭시 S6와 S7 엣지를 사용하였다. 갤럭시 S6의 무게는 138g이며 S7 엣지의 무게는 157g이다.
삼성 기어 VR은 207.8×122.5 ×98.6㎜의 크기이며 무게는 345g이다.
실험군은 남자 16명, 여자 23명이며, 남자 평균 연령은 23.37±2.02세, 여자 평균 연령은 22.17±0.82세 이고 남자 평균 신장은 175.56±2.96㎝, 여자 평균 신장은 158.17±1.40㎝이다.
연구대상자의 선정 조건은 연구자의 지시 내용, 연구 내용과 목적을 충분히 이해하고 자발적으로 참여에 동의한 성인을 대상으로 하였고 시각과 정전감각에 이상이 없는 자를 선정하였다.
이론/모형
가상현실 체험을 위한 도구로 삼성 기어 VR을 이용하였다. 삼성 기어 VR은 207.
(2) 멀미
멀미증상을 측정하기위해 주관적인 측정방법을 이용하였다[17]. 선행논문의 설문지는 멀미 증상의 정도에 따라 1-5점으로 매겨지며, 결과에서 자극의 강도가 강할수록 피실험자가 느낀 멀미증상의 점수가 상승하였으므로 본 실험에서 사용한 멀미설문지는 멀미를 측정하기에 타당하다고 사료된다.
성능/효과
사이버 멀미는 인체의 균형과 함께 생리학적 영향 및 완전 몰입형 가상현실 체험에 대한 영향을 미친다. HMD(Head Mounted Display)기반의 가상현실 프로그램을 1시간 동안 사용할 경우 시각적 피로와 함께 눈의 초점이 흐려지고 착용시간이 지속될 경우 가상환경에 대한 반응이 저하된다는 결과가 나타났다. 또한 가상현실을 체험하고 난 직후 현실세계에 적응하는 것 또한 쉽지가 않아 균형이상으로 비틀거림이 나타났다.
Nintendo사에서 제공하는 Wii Sport라는 프로그램을 사용하여 낙상의 위험이 있는 뇌졸중 환자들에게 적용한 결과 적용 전보다 적용 후 낙상 효능감이 향상되어 뇌졸중 환자에 대한 낙상위험률이 감소를 입증하였고[4], 뇌졸중 환자를 대상으로 X box Kinect를 이용하여 가상현실 상에서 균형 능력에 대한 훈련 효과를 검증한 결과 시각적, 청각적 피드백을 통해 능동적인 움직임을 유발하여 자세적 안정성를 향상시키고 정상 보행 패턴을 유발하여[5,6] 균형뿐만 아니라 보행능력을 향상키는 결과를 보였다[7-10].
본 연구는 시각과 전정감각에 이상이 없는 20대 일반인들 대상으로 완전 몰입형 가상현실을 체험하여 발생된 사이버 멀미가 동적 균형능력에 미치는 영향을 알아보고자 시행하였다. 본 실험과 같이 짧은 시간으로 적용하였을 때 사이버 멀미가 유발되었고 통계학적으로 유의한 차이가 나타났지만 실질적으로 어지럼증을 유발할 정도는 아니었다. 그리고 동적 균형능력에도 통계학적으로 유의한 변화가 나타나지 않았다.
멀미증상을 측정하기위해 주관적인 측정방법을 이용하였다[17]. 선행논문의 설문지는 멀미 증상의 정도에 따라 1-5점으로 매겨지며, 결과에서 자극의 강도가 강할수록 피실험자가 느낀 멀미증상의 점수가 상승하였으므로 본 실험에서 사용한 멀미설문지는 멀미를 측정하기에 타당하다고 사료된다.
전체 이동 범위는 VR 적용 전 12833.8㎟, VR 적용 후 12571.7㎟으로 약간의 감소를 보였으나 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다(p>.05)
후속연구
따라서 건강한 일반인을 대상으로 완전 몰입형 가상현실을 짧은 시간으로 적용 하였을 시 균형문제로 인한 낙상의 우려가 없는 것으로 생각된다. 그러나 앞으로 균형의 문제가 있는 환자들을 대상으로 완전 몰입형 가상현실이 치료에 대한 타당성을 입증하기 위해서는 질환별로 다양한 체험시간, 컨텐츠, 휴식시간 등을 고려한 연구가 진행되어져야 할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
사이버멀미의 발생원인은 감각갈등이론으로 어떻게 설명되는가?
완전 몰입형 가상현실의 이용으로 인해서 발생되는 사이버멀미(Cyber sickness)는 감각갈등이론(Sensory conflict theory)으로 설명되어 진다. 감각갈등이론은 멀미를 유발시키는 두 개의 감각 영역을 시각과 전정감각이라고 가정하고 이 두 개의 감각이 전달하는 감각 정보가 기존의 경험을 바탕으로 한 예상과 일치하지 않을 때 두 감각 정보간의 감각갈등 발생으로 멀미가 발생한다[14].
가상현실이란 무엇인가?
가상현실(VR : Virtual Reality)이란 컴퓨터의 프로그램을 통하여 디지털화한 컨텐츠를 사용자에게 실제와 유사한 경험을 만들어주는 쌍방향성 시뮬레이션을 말한다[1].
가상현실을 상용화는 어떻게 시작되었는가?
이러한 가상현실을 상용화한 것은 2000년대 중반에 반 몰입형 가상현실을 즐길 수 있는 소니의 플레이스테이션2, 닌텐도의 위를 출시하면서 시작되었고, 이 장비들은 적절한 현실감을 재현하고 흥미와 재미로 동기를 유발하며 사용자와 장비간의 상호작용적 인터페이스를 가지고 있고 각종 컨텐츠를 이용함으로써 사용자의 욕구를 해소시켜주며 동기부여는 물론 자아만족감을 가지게 하는 쌍방향성 가상현실 장비이다. 또한 몰입형 장비들은 각각 제공하는 컨텐츠에 대해 사용자와 장비간의 시각적, 청각적으로 피드백을 주고받으며 화면상의 물체를 옮기고, 사용하여 현실상의 상황처럼 사용자의 움직임을 유발시킨다[2].
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