[논문]고령운전자를 위한 자율주행차량 기능 연구 (인터랙션 디자인을 중심으로)

최규한

doi:10.5392/jkca.2019.19.11.474

고령운전자를 위한 자율주행차량 기능 연구 (인터랙션 디자인을 중심으로)
Study on the Autonomous Vehicle Feature for the Elderly Driver (Focusing on Interaction Design) 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.19 no.11, 2019년, pp.474 - 481

최규한 (홍익대학교 산업디자인학과)

초록
AI-Helper

우리나라는 2018년 고령자 인구가 전체인구의 14.4%를 차지하여 고령사회(aged society)로 진입하였고 2026년에 초고령사회로 진입할 예정이다. 특히, 2050년에는 고령자 인구가 전체 인구의 38%로서 고령자 수가 세계에서 가장 많은 나라 중에 하나가 될 것으로 예측되고 있다[1]. 고령자 인구의 증가는 자연스럽게 고령 운전자의 교통사고 증가로 이어지고 있는데, 2017년 우리나라 교통사고 가운데 65세 이상 고령 운전자 교통 사고는 2만 6,713건으로 848명이 사망하고 부상자 3만 8,627명이 발생했다. 2011년과 비교하면 사고 건수와 부상자 수는 약 2배, 사망자 수는 1.4배 증가했다[3]. 본 연구는 교통사고 증가의 주된 요인이 시각/청각 능력의 저하, 인지 및 정보처리 능력의 저하, 근력의 저하 등 고령운전자의 특성에 의한 것이라고 판단하였다. 이에 운전의 부담을 최소화할 수 있는 고령운전자를 위한 자율주행차량(레벨2)의 필요성을 제기하였으며, 새로운 기술에 익숙하지 않은 고령운전자를 위한 자율주행차량 기능을 연구하는데 목적이 있다. 이를 바탕으로 도로환경에 따른 명료한 정보 제공/운전자의 물리적 신체 특성 고려/단순한 인터페이스/차량내 안전장치의 보강이라는 고령운전자를 위한 자율주행차량의 4가지 기능을 도출하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Korea entered the aged society in 2018 with the elderly population accounting for 14.4% of the total population, and it is expected to enter the super-aged society in 2026. In particular, it is predicted that by 2050, the elderly population will be 38% of the total population, making it one of the countries with the highest number of elderly people in the world. The increase in the elderly population is naturally leading to an increase in the number of traffic accidents among elderly drivers, in 2017, there were 26,713 elderly driver accidents over 65 years of age, with 848 people dying and 38,627 injured. Compared with 2011, the number of accidents and injuries has doubled and the number of deaths has increased 1.4 times. This study determined that the main factors of the increase in traffic accidents were the characteristics of elderly drivers, such as a decrease in visual/hearing ability, cognitive and information processing ability, and muscle strength. Therefore, it raised the necessity of autonomous vehicle(level 2) for elderly driver who can minimize the burden of driving and aimed to study the function of autonomous vehicle for elderly driver who is not familiar with new technology. Based on this, four functions of autonomous vehicles for elderly drivers were derived, such as providing clear information according to the road environment, considering physical characteristics of drivers, simplifying interface, and reinforcing in-vehicle safety devices.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

그 결과, 도로환경, 운전자, 인터랙션, 차량이라는 4가지 평가요소를 통해 이를 구체화하여 인터랙션 디자인을 중심으로 한 자율주행차량 기능을 도출할 수 있었다. 또한, 실제 사고 사례를 중심으로 분석함으로써 향후 자율주행차량 인터랙션 디자인 연구에 자료로 활용이 가능하도록 하였다. 최근 출시된 차량에는 차선이탈 경보 시스템(LDWS), 차선유지 지원시스템(LKAS), 후측방 경보 시스템(BSD), 어드밴스 드스마트 크루즈 컨트롤(ASCC), 자동 긴급제동 시스템(AEB)등 운전자 보조(레벨1) 수준의 자율주행기능이 장착되고 있다.
본 연구는 교통사고 증가의 주된 요인이 시각/청각 능력의 저하, 인지 및 정보처리 능력의 저하, 근력의 저하 등 고령운전자의 특성에 의한 것이라고 판단하였다. 이에 운전의 부담을 최소화할 수 있는 고령운전자를 위한 자율주행차량(레벨2)의 필요성을 제기하였으며, 새로운 기술에 익숙하지 않은 고령운전자를 위한 인터랙션 디자인을 중심으로 한 자율주행차량 기능을 연구하는데 목적이 있다.
본 연구는 위의 분석 결과를 토대로 고령운전자를 위한 자율주행차량 기능을 도출하였다. 도출한 내용을 구체적으로 살펴보면, 첫째, 도로환경에 따른 명료한 정보를 제공해 주는 기능이다.
또한 “국민연금법”에는 노령연금 수급권자를 60세 이상으로 규정하고 있으며,“노인복지법”과 “노인장기요양보험법” 상에는 65세 이상인 자로 규정하고 있다[5]. 본 연구에서는 고령자의 기준을 도로교통법에 의거한 65세 이상의 운전자로 차량을 운행하는데 있어 어려움이 있는 자로 하였다.
본 연구는 교통사고 증가의 주된 요인이 시각/청각 능력의 저하, 인지 및 정보처리 능력의 저하, 근력의 저하 등 고령운전자의 특성에 의한 것이라고 판단하였다. 이에 운전의 부담을 최소화할 수 있는 고령운전자를 위한 자율주행차량(레벨2)의 필요성을 제기하였으며, 새로운 기술에 익숙하지 않은 고령운전자를 위한 인터랙션 디자인을 중심으로 한 자율주행차량 기능을 연구하는데 목적이 있다.

가설 설정

또한, 커브길이나 차폭이 좁은 도로에서도 사고가 증가하는데 인지능력의 저하에서 오는 것으로 판단되며, 운전이 시각 위주의 행위이기 때문에 야간운전 시의 시야 확보, 고속주행 시 가용시야의 축소, 반대편에서 오는 차량의 섬광에 대한 눈의 회복등 시각을 보조할 수 있는 정보 제공이 요구된다. 둘째, 운전자의 물리적 신체 특성을 고려한 기능이다. 고령운전자는 물리적 순간대처능력이 일반인에 비해 현저히 떨어지는 관계로 이를 보조할 수 있는 디자인이 요구된다.
여성 고령운전자의 경우 물리적 신체 능력은 남성에 비해 현저히 저하되므로 여성 고령운전자를 위한 맞춤형 인터페이스도 필요한 것으로 판단된다. 셋째, 인터페이스의 단순화이다. 고령운전자는 조작행위가 많고 복잡할수록 선택-판단-반응의 과정에서 시간이 많이 소요되는 만큼 인터페이스의 단순화가 무엇보다 중요하다.

제안 방법

사례분석으로는 2015년~2018년까지의 고령운전자 관련 학회 논문 및 통계청의 고령운전자 사고 관련 자료를 바탕으로 도로환경, 운전자, 인터랙션, 차량이라는 고령운전자를 위한 자율주행차량 인터랙션 디자인 평가요소를 추출하였다. 4가지 평가요소를 기반으로 분석과 기술 위주로 논지를 전개하였다.
연구 방법으로는 먼저 문헌연구를 통해 고령운전자의 개념 및 특성을 파악하였으며, 선행연구를 분석하여 고령운전자에 대한 이해의 폭을 넓혔다. 다음으로 자율주행차량의 개념 및 자동화 레벨 등 이론적 내용을 고찰하였다. 사례분석으로는 2015년~2018년까지의 고령운전자 관련 학회 논문 및 통계청의 고령운전자 사고 관련 자료를 바탕으로 도로환경, 운전자, 인터랙션, 차량이라는 고령운전자를 위한 자율주행차량 인터랙션 디자인 평가요소를 추출하였다.
인터랙션은 도로환경의 전체적인 상황과 맥락적 관계에 영향을 받고 차량은 운전자와 도로환경을 매개하는 요소라는 점을 감안하여 연구범위를 차량 내부의 운전자와 인터랙션으로 국한하지 않고 차량 외부의 도로환경과 차량까지 포함하였다. 또한, 자율주행차량 레벨2를 중심으로 연구함으로써 향후, 적용 시기를 최대한 당길 수 있도록 하였다.
사례분석의 내용을 바탕으로 고령운전자의 신체적 기능을 시각, 청각, 인지, 근력으로 나누어 분석하였다.
연구 방법으로는 먼저 문헌연구를 통해 고령운전자의 개념 및 특성을 파악하였으며, 선행연구를 분석하여 고령운전자에 대한 이해의 폭을 넓혔다. 다음으로 자율주행차량의 개념 및 자동화 레벨 등 이론적 내용을 고찰하였다.
2015년~2018년까지의 통계청, 경찰청, 도로교통공단의 통계 자료 및 고령운전자의 사고와 관련된 학회논문 4편을 선정하여. 운전자를 중심으로 차량 내부와 도로환경에서 일어나는 인터랙션을 고려하여 분석하였다.
현재, 우리 사회의 고령화는 고령운전자의 증가를 가져왔고 이는 자연스럽게 고령운전자의 사고 증가로 이어졌다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 현 시점에서 적용 가능한 레벨2의 자율주행차량을 기반으로 고령운전자의 사고와 관련된 통계자료 및 학회논문의 사고 사례를 분석하였다. 그 결과, 도로환경, 운전자, 인터랙션, 차량이라는 4가지 평가요소를 통해 이를 구체화하여 인터랙션 디자인을 중심으로 한 자율주행차량 기능을 도출할 수 있었다.
최근 출시된 차량에는 차선이탈 경보 시스템(LDWS), 차선유지 지원시스템(LKAS), 후측방 경보 시스템(BSD), 어드밴스 드스마트 크루즈 컨트롤(ASCC), 자동 긴급제동 시스템(AEB)등 운전자 보조(레벨1) 수준의 자율주행기능이 장착되고 있다. 하지만 노인의 시스템 사용상의 문제점이 아직까지 파악되지 않은 관계로 일반차량을 기반으로 사고 사례를 분석하였으며, 일반차량에서 주로 발생하는 사고의 원인을 파악하여 고령운전자를 보조할 수 있는 기능을 도출하였다. 실제 자율주행차(레벨2)에 적용 시 본 연구 결과와 다소 차이가 있을 것이라는 한계점이 존재하지만 자율주행차량의 인터랙션 디자인의 방향성을 검증하는 맥락에 있어 충분한 가치가 있다고 판단된다.

대상 데이터

2015년~2018년까지의 통계청, 경찰청, 도로교통공단의 통계 자료 및 고령운전자의 사고와 관련된 학회논문 4편을 선정하여. 운전자를 중심으로 차량 내부와 도로환경에서 일어나는 인터랙션을 고려하여 분석하였다.
본 연구는 고령운전자에 관한 선행연구 7편을 고찰하였다.
다음으로 자율주행차량의 개념 및 자동화 레벨 등 이론적 내용을 고찰하였다. 사례분석으로는 2015년~2018년까지의 고령운전자 관련 학회 논문 및 통계청의 고령운전자 사고 관련 자료를 바탕으로 도로환경, 운전자, 인터랙션, 차량이라는 고령운전자를 위한 자율주행차량 인터랙션 디자인 평가요소를 추출하였다. 4가지 평가요소를 기반으로 분석과 기술 위주로 논지를 전개하였다.

성능/효과

이러한 문제점을 해결하기 위해 현 시점에서 적용 가능한 레벨2의 자율주행차량을 기반으로 고령운전자의 사고와 관련된 통계자료 및 학회논문의 사고 사례를 분석하였다. 그 결과, 도로환경, 운전자, 인터랙션, 차량이라는 4가지 평가요소를 통해 이를 구체화하여 인터랙션 디자인을 중심으로 한 자율주행차량 기능을 도출할 수 있었다. 또한, 실제 사고 사례를 중심으로 분석함으로써 향후 자율주행차량 인터랙션 디자인 연구에 자료로 활용이 가능하도록 하였다.
하지만 노인의 시스템 사용상의 문제점이 아직까지 파악되지 않은 관계로 일반차량을 기반으로 사고 사례를 분석하였으며, 일반차량에서 주로 발생하는 사고의 원인을 파악하여 고령운전자를 보조할 수 있는 기능을 도출하였다. 실제 자율주행차(레벨2)에 적용 시 본 연구 결과와 다소 차이가 있을 것이라는 한계점이 존재하지만 자율주행차량의 인터랙션 디자인의 방향성을 검증하는 맥락에 있어 충분한 가치가 있다고 판단된다. 마지막으로 본 연구가 향후, 고령운전자의 사고 예방을 위한 자율주행차량 인터랙션 디자인 개발에 근거 자료로 활용되기를 기대하며, 자율주행차량의 실용화를 한층 앞당기는 계기가 되기를 바란다.
이러한 문제점들은 부분 자율주행단계 기술로 주행 중인 자동차를 감지하여 전방 자동차와 충돌을 자동으로 회피하는 전방충돌경고장치, 충돌을 피할 수 없을 때 자동으로 감속하는 자동비상제동장치, 운전자 의도와 무관하게 차로를 벗어나는 것을 방지하는 차선이탈경고 장치, 운저자의 의도와는 무관하게 차선을 이탈할 때 주행 중인 차로로 복귀하는 차선유지보조장치 등의 첨단운전자보조 시스템을 통해 일정부분 해결이 가능하다[10]. 차량의 경우, 측면/후방충돌의 사고 위험이 높은 것으로 나타났으며, 60km/h이하의 속도로 운행하는 것이 안전하다고 판단된다.

후속연구

실제 자율주행차(레벨2)에 적용 시 본 연구 결과와 다소 차이가 있을 것이라는 한계점이 존재하지만 자율주행차량의 인터랙션 디자인의 방향성을 검증하는 맥락에 있어 충분한 가치가 있다고 판단된다. 마지막으로 본 연구가 향후, 고령운전자의 사고 예방을 위한 자율주행차량 인터랙션 디자인 개발에 근거 자료로 활용되기를 기대하며, 자율주행차량의 실용화를 한층 앞당기는 계기가 되기를 바란다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	자율주행차량(self-driving car)이 의미하는 것은?	자율주행차량(self-driving car)이란 운전자가 탑승한 상태에서 운전자의 개입(제어)없이 목적지까지 주행하는 차량을 의미하며, 인지, 판단, 제어 세 가지가 합쳐져서 운행된다[7]. 인지 단계에서 자동차 시스템은 통신 및 센서를 통한 ADAS 기술을 통해 차로 및 차선, 횡단보도 등의 고정지물을 인식하여 경로를 탐색한다.
	고령운전자가 늘어남으로 증가된 현상은 무엇인가?	특히 사망자 5명 가운데 1명이 고령 운전자에 의한 사고다[3]. 고령운전자가 늘어나면서 이들이 일으키는 교통사고도 크게 증가하고 있다. 경찰청이 발간한 「2015 교통사고통계」에의하면, 고령운전자가 일으키는 교통사고(고령운전자가 제1당사자로서 교통사고의 원인자가 된 사고)는 2001년 3,759건에서 2014년 2만 275건으로 지난 13년간 약 5.
	도로환경의 경우, 교차로구간에서 고령운전자의 사고가 급증하는 이유는 무엇인가?	아래의 분석 결과를 보면 도로환경의 경우, 교차로구간에서 고령운전자의 사고가 급증하는 것을 알 수 있었다. 교차로는 다수의 정보에 인지반응을 해야 하는 구간으로 고령운전자가 순간대처능력이 떨어지기 때문인것으로 판단된다. 운전자와 인터랙션의 경우, 시각/청각의 저하, 인지 및 정보처리능력의 저하, 근력의 저하에 의한 많은 문제점들이 발생하는 것을 알 수 있다.

참고문헌 (10)

정상민, 고령운전자의 주행특성을 고려한 교차로 기하구조 개선방향에 관한 연구, 서울시립대, 박사학위논문, 2015.
통계청, 한국의 사회동향, 2018.
차두원, 이동의 미래, 한스미디어, 2018.
통계청, 한국의 사회동향, 2015.
신승균, "고령운전자의 특성분석을 통한 교통사고 예방에 관한 연구," 한국치안행정논집, 제7권, 제1호, pp.157-185, 2010.
신승균, "고령운전자의 특성분석을 통한 교통사고 예방에 관한 연구," 한국치안행정논집, 제7권, 제1호, pp.157-185, 2010.
미래 자동차 기술 시장 보고서, 2016.
구보람, 자율주행차 단계 별 사용자 인터랙션을 통한 패시브 서비스 모델 연구, 국민대학교, 석사학위논문, 2016.
한국경제 TV 산업팀, 2016.
차두원, 이동의 미래, 한스미디어, 2018.

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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