선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 교통사고의 원인 중 주의산만의 비율이 증가하면서 운전자의 주의산만에 대한 연구도 진행되었다. C.
- 본 논문에서는 뇌파를 이용하여 운전자의 상태를 분석한다. 운전자에게 시각적 주의산만과 인지적 주의산만 상태를 유발할 수 있는 상황을 제시하고 뇌파를 측정한다.
- 본 논문에서는 운전자의 주의분산을 유도하였을 때 발생하는 뇌파의 변화를 확인하였다. 시각적 주의분산을 유발하는 구간에서 인지 기능을 하는 전두엽과 시각 기능을 하는 후두엽 부분에서 베타파가 증가하였는데, 후두엽 부분의 베타파가 증가하는 것은 주행 중 차량 전방 정보와 함께 헤드 업 디스플레이의 정보를 받아들이기 때문이다.
- 본 논문에서는 주의산만을 시각적 주의산만과 인지적 주의산만으로 분류하고 뇌파를 통해 운전자의 상태를 분석한다. 그러나, 실제 주행 중 뇌파를 측정하면 노이즈 발생 문제와 연구대상자의 안전 문제가 있기 때문에 시뮬레이터를 녹화하여 영상을 제작하고, 연구대상자에게 영상을 보여줌으로써 실험을 진행한다.
- 본 논문에서는 주행 중 운전자에게 주의분산을 발생시키는 상황을 제시하고, 뇌파를 측정하여 변화를 확인하였다. 그 결과, 주의분산이 발생하였을 때 더 많은 정보를 받아들이고 처리한다.
제안 방법
- 주의분산을 유발하는 자극 제시 5초 전부터 자극 제시 10초 후의 구간을 주의분산 발생 구간으로 정하고, 해당 구간의 뇌파를 추출하였다. 각 주의분산에 대한 뇌파를 정상 주행 시의 뇌파와 비교하였다. 비교를 위해 Fp1～2, F3～4, T7～8,O1～2의 전극을 사용하였다.
- 본 논문에서는 주의산만을 시각적 주의산만과 인지적 주의산만으로 분류하고 뇌파를 통해 운전자의 상태를 분석한다. 그러나, 실제 주행 중 뇌파를 측정하면 노이즈 발생 문제와 연구대상자의 안전 문제가 있기 때문에 시뮬레이터를 녹화하여 영상을 제작하고, 연구대상자에게 영상을 보여줌으로써 실험을 진행한다. 영상을 시청하는 동안의 뇌파를 측정하고 분석하여 시각적 주의산만과 인지적 주의산만이 각각 제시되었을 때와 동시에 제시되었을 때를 분석한다.
- 그러나, 2명의 연구대상자가 실험 중 과도한 움직임 또는 수면으로 불성실하게 참여하였기 때문에 분석에서 제외하였다. 뇌의 편측성을 제거하기 위해 모든 피험자는 오른손잡이를 모집하였다. 남성 15명과 여성 13명으로 구성되어 있으며, 평균 나이는 23.
- 전두엽에서 차이가 발생하는 것을 확인하였고, 시각적 주의분산을 유발하는 구간보다 더 큰 차이가 발생하였다. 또한, 측두엽 부분의 변화를 통해 청각 자극에 대한 반응을 확인하였다. 시각적 주의분산과 인지적 주의분산을 동시에 유발하는 구간에서는 모든 부분에서 차이가 나타났다.
- 면허 소지 여부에 따른 변화를 확인하기 위해 연구대상자를 두 집단으로 나누어 분석하였다. Fig.
- 주행 중 헤드업 디스플레이가 표시되는 특정 위치를 주시하도록 유도함으로써 시각적 주의산만을 유발하였고, 주행 중 스마트폰 알람을 통해 스마트폰으로 주의를 분산하도록 유도함으로써 인지적 주의산만을 유발하였다. 스마트폰 알람으로는 스마트폰의 각 영상의 길이는 20분으로 제작하였다. Fig.
- 시각적 주의분산과 인지적 주의분산으로 나누어 분석을 진행하였다. 주의분산을 유발하는 자극 제시 5초 전부터 자극 제시 10초 후의 구간을 주의분산 발생 구간으로 정하고, 해당 구간의 뇌파를 추출하였다.
- 그리고,15명의 연구대상자는 면허를 소지하고 있고, 나머지 연구대상자는 면허를 소지하지 않은 사람들로 구성되어 있다. 실험은 외부의 빛이 차단되고 온도와 습도가 일정하게 유지되는 밀실에서 진행되었다. 연구대상자는 모니터로부터 1m 떨어진 곳에서 화면을 응시하였다.
- 그러나, 실제 주행 중 뇌파를 측정하면 노이즈 발생 문제와 연구대상자의 안전 문제가 있기 때문에 시뮬레이터를 녹화하여 영상을 제작하고, 연구대상자에게 영상을 보여줌으로써 실험을 진행한다. 영상을 시청하는 동안의 뇌파를 측정하고 분석하여 시각적 주의산만과 인지적 주의산만이 각각 제시되었을 때와 동시에 제시되었을 때를 분석한다.
- 운전 중 뇌파를 측정하는 것은 다양한 원인으로 인해 발생하는 노이즈를 포함할 수 있기 때문에 본 논문에서는 주행 영상을 제작하여 사용하였다. 실험 영상은 유로 트럭 시뮬레이터 2(Euro Truck Simulator 2)를 통해 제작하였다.
- 본 논문에서는 뇌파를 이용하여 운전자의 상태를 분석한다. 운전자에게 시각적 주의산만과 인지적 주의산만 상태를 유발할 수 있는 상황을 제시하고 뇌파를 측정한다. 주의산만 상태에서 측정한 뇌파와 정상주행 시 발생하는 뇌파를 비교하여 차이를 확인하다.
- 주의산만 상태에서 측정한 뇌파와 정상주행 시 발생하는 뇌파를 비교하여 차이를 확인하다. 이를 통해, 시각적 주의산만과 인지적 주의산만이 발생하였을 때의 뇌파 변화를 확인한다. 특히, 시각적 주의분산과 인지적 주의분산이 각각 제시되었을 때와 동시에 제시되었을 때를 비교하여 운전자의 인지 변화를 확인한다.
- 실험 영상은 유로 트럭 시뮬레이터 2(Euro Truck Simulator 2)를 통해 제작하였다. 정상 주행 영상과 헤드업 디스플레이를 통해 길을 안내하는 영상, 주행 중 스마트폰 알람이 울리는 영상, 헤드업 디스플레이와 알람이 함께 제시되는 영상을 제작하였다. 헤드업 디스플레이 영상은 시각적 주의산만을 유발하는 영상이고, 알람 영상은 인지적 주의산만을 유발하는 영상이다.
- 시각적 주의분산과 인지적 주의분산으로 나누어 분석을 진행하였다. 주의분산을 유발하는 자극 제시 5초 전부터 자극 제시 10초 후의 구간을 주의분산 발생 구간으로 정하고, 해당 구간의 뇌파를 추출하였다. 각 주의분산에 대한 뇌파를 정상 주행 시의 뇌파와 비교하였다.
- 운전자에게 시각적 주의산만과 인지적 주의산만 상태를 유발할 수 있는 상황을 제시하고 뇌파를 측정한다. 주의산만 상태에서 측정한 뇌파와 정상주행 시 발생하는 뇌파를 비교하여 차이를 확인하다. 이를 통해, 시각적 주의산만과 인지적 주의산만이 발생하였을 때의 뇌파 변화를 확인한다.
- 헤드업 디스플레이 영상은 시각적 주의산만을 유발하는 영상이고, 알람 영상은 인지적 주의산만을 유발하는 영상이다. 주행 중 헤드업 디스플레이가 표시되는 특정 위치를 주시하도록 유도함으로써 시각적 주의산만을 유발하였고, 주행 중 스마트폰 알람을 통해 스마트폰으로 주의를 분산하도록 유도함으로써 인지적 주의산만을 유발하였다. 스마트폰 알람으로는 스마트폰의 각 영상의 길이는 20분으로 제작하였다.
- 뇌파 측정을 위해 NeuroScan SynAmps RT 64-channel Amplifier(Australia)와 International 10-20system에 따라서 제작된 64-channels Quick-Cap(Australia)을 사용하였다. 측정 장비는 EOG를 측정할 수 있는 전극을 포함하기 때문에 각 눈의 끝부분과 좌측 눈 위아래에 전극을 부착하여 EOG를 측정하였다. 측정된 EOG는 눈 움직임으로 인해 발생하는 노이즈 제거를 위해 사용하였다.
- 이를 통해, 시각적 주의산만과 인지적 주의산만이 발생하였을 때의 뇌파 변화를 확인한다. 특히, 시각적 주의분산과 인지적 주의분산이 각각 제시되었을 때와 동시에 제시되었을 때를 비교하여 운전자의 인지 변화를 확인한다.
대상 데이터
- 각 주의분산에 대한 뇌파를 정상 주행 시의 뇌파와 비교하였다. 비교를 위해 Fp1～2, F3～4, T7～8,O1～2의 전극을 사용하였다. Fp1～2와 F3～4는 전두엽(Frontal), T7～8은 측두엽(Temporal), O1～2는 후두엽(Occipital)로 구분하였다.
- 운전 중 뇌파를 측정하는 것은 다양한 원인으로 인해 발생하는 노이즈를 포함할 수 있기 때문에 본 논문에서는 주행 영상을 제작하여 사용하였다. 실험 영상은 유로 트럭 시뮬레이터 2(Euro Truck Simulator 2)를 통해 제작하였다. 정상 주행 영상과 헤드업 디스플레이를 통해 길을 안내하는 영상, 주행 중 스마트폰 알람이 울리는 영상, 헤드업 디스플레이와 알람이 함께 제시되는 영상을 제작하였다.
- 본 논문에서는 임상실험을 진행하기 위해 가톨릭대학교 성심교정 IRB 사무국으로부터 승인을 받았고, 승인번호는 1040395-201610-01이다. 실험에는 총 30명의 연구대상자가 참여하였다. 그러나, 2명의 연구대상자가 실험 중 과도한 움직임 또는 수면으로 불성실하게 참여하였기 때문에 분석에서 제외하였다.
- 연구대상자는 총 4개의 영상을 시청하였다. 영상은 실험을 위해 제작한 것을 사용하였고, 영상을 시청하는 동안의 뇌파를 기록하였다.
- 연구대상자는 총 4개의 영상을 시청하였다. 영상은 실험을 위해 제작한 것을 사용하였고, 영상을 시청하는 동안의 뇌파를 기록하였다. 영상을 시청 하는 순서는 순서효과(Order effect)를 제거하기 위해 무작위로 선정하였다.
- 측정 장비는 EOG를 측정할 수 있는 전극을 포함하기 때문에 각 눈의 끝부분과 좌측 눈 위아래에 전극을 부착하여 EOG를 측정하였다. 측정된 EOG는 눈 움직임으로 인해 발생하는 노이즈 제거를 위해 사용하였다. 소프트웨어는 Curry7을 사용하였고, 뇌파신호는 1kHz로 측정 후 512Hz로 다운샘플링하여 사용하였다.
이론/모형
- 뇌파 측정을 위해 NeuroScan SynAmps RT 64-channel Amplifier(Australia)와 International 10-20system에 따라서 제작된 64-channels Quick-Cap(Australia)을 사용하였다. 측정 장비는 EOG를 측정할 수 있는 전극을 포함하기 때문에 각 눈의 끝부분과 좌측 눈 위아래에 전극을 부착하여 EOG를 측정하였다.
성능/효과
- 또한, 헤드 업 디스플레이가 운전자의 시야를 방해할 수 있기 때문에 인지기능과 관련된 전두엽 부분의 베타파가 증가하였다. 그리고, 인지적 주의분산을 유발하는 구간은 전두엽과 측두엽 부분의 베타파가 증가하였다. 이는, 인지적 주의분산을 유발하기 위해 스마트폰 알람 소리를 사용하였기 때문인데, 청각 자극을 제시함으로써 측두엽의 베타파가 증가하였다.
- 본 논문의 결과를 이용하여 시각적 및 인지적 주의분산을 확인하고 운전자에게 경고하는 시스템을 개발할 수 있고, 운전자의 상태에 따라서 헤드 업 디스플레이와 같은 주의분산을 유발하는 기능을 일시적으로 차단함으로써 사고를 예방할 수 있다. 그러나, 뇌파는 노이즈에 민감하고 측정에 있어서 불편함이 존재하기 때문에 향후 연구로써 간단하게 측정할 수 있는 생체신호를 통해 주의분산을 분석하는 연구가 필요하다.
- 그 결과, 주의분산이 발생하였을 때 더 많은 정보를 받아들이고 처리한다. 시각적 및 인지적 주의분산을 동시에 유발하였을 때 전두엽 부분에서더 큰 변화가 발생하였는데, 이를 통해 운전자가 운전에 집중하지 못할 정도의 정보가 제시되었을 때 사고가 발생할 가능성이 높아지는 것을 확인하였다.
- 시각적 주의분산과 인지적 주의분산을 동시에 발생시켰을 때 전두엽과 측두엽, 후두엽 부분에서 모두 변화가 발생하였다. 측두엽과 후두엽의 변화는 시각 정보와 청각 정보를 처리하기 위해 발생하는 것이고,전두엽 부분의 변화는 더 많은 정보를 인지하기 때문에 발생한다.
- 5는 전두엽과 측두엽 부분에서 변화가 나타나는 것을 확인하였다. 시각적 주의분산과 인지적 주의분산이 동시에 발생한 것과 비교한 Fig. 6는 전체적으로 변화가 나타났고 변화의 폭이 주의분산을 각각 발생시켰을 때보다 크게 나타났다.
- 인지적 주의분산을 유발하는 구간에서는 후두엽을 제외한 모든 부분에서 차이가 나타났다. 전두엽에서 차이가 발생하는 것을 확인하였고, 시각적 주의분산을 유발하는 구간보다 더 큰 차이가 발생하였다. 또한, 측두엽 부분의 변화를 통해 청각 자극에 대한 반응을 확인하였다.
- 시각적 주의분산을 유발하는 구간에서는 측두엽을 제외만 모든 부분에서 차이가 나타났다. 전두엽의 차이를 통해 더 많은 인지 능력을 사용하는 것을 확인하였고, 후두엽의 변화를 통해 시각활동이 일어나는 것을 확인하였다. 인지적 주의분산을 유발하는 구간에서는 후두엽을 제외한 모든 부분에서 차이가 나타났다.
- 시각적 주의분산과 인지적 주의분산을 동시에 유발하는 구간에서는 모든 부분에서 차이가 나타났다. 특히, 인지 능력을 담당하는 전두엽 부분에서 하나의 주의분산을 유발할 때보다 더 큰 차이가 발생하는 것을 확인하였다.
- 측두엽과 후두엽의 변화는 시각 정보와 청각 정보를 처리하기 위해 발생하는 것이고,전두엽 부분의 변화는 더 많은 정보를 인지하기 때문에 발생한다. 특히, 전두엽 부분에서 시각적 주의분산과 인지적 주의분산을 개별적으로 유발하였을 때보다 더 큰 변화가 발생하였는데, 이는 주행 중 운전자가 운전에 집중하지 못할 만큼 많은 정보가 제시된다면 사고가 발생할 수 있는 가능성을 확인할 수 있다. 전두엽 부분의 베타파가 2배 이상 많이 나오기 때문에 시각적 및 인지적 주의분산이 동시에 발생한다면 사고 가능성이 높아질 수 있다.
후속연구
- 본 논문의 결과를 이용하여 시각적 및 인지적 주의분산을 확인하고 운전자에게 경고하는 시스템을 개발할 수 있고, 운전자의 상태에 따라서 헤드 업 디스플레이와 같은 주의분산을 유발하는 기능을 일시적으로 차단함으로써 사고를 예방할 수 있다. 그러나, 뇌파는 노이즈에 민감하고 측정에 있어서 불편함이 존재하기 때문에 향후 연구로써 간단하게 측정할 수 있는 생체신호를 통해 주의분산을 분석하는 연구가 필요하다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.