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문제 정의
- 측정된 파라미터가 실험참가자의 자기감정표현능력을 나타내는지를 확인해 보았다. 또한 긍정적 상황과 부정적 상황에서의 자기감정표현의 차이도 확인해 보았다.
- 본 가상환경 시스템은 정신질환자가 제시된 대화상황에서 대화를 유지하고 자신의 감정, 권리, 욕구, 생각이나 의견을 표출하는 자기감정표현능력을 훈련 및 평가하기 위해 개발되었다. 연구를 수행하기 위해 실험참가자를 정상인과 정신분열병환자로 나누고 측정 파라미터들이 실험참가자들의 자기감정표현능력을 반영하는지를 확인하기 위해 참가자 그룹별, 정서별로 비교해 보았다.
- 본 연구는 가상현실을 이용하여 최초로 정신분열병환자의 자기감정표현능력을 연구한 것이다. 따라서 실제적 훈련 시스템 개발을 위해 첫째로 실험 케이스를 늘려 시스템의 효과를 통계적으로 뒷받침 해야 할 것이다.
- 이에 본 연구에서는 자기감정표현기술의 훈련 및 객관적 평가를 위한 가상현실 시스템을 개발하였다. 실험 참가자는 가상환경 내에 주어진 상황에서 대화를 유지하며 자신의 의견이나 생각을 주장하게 되고, 시스템은 다양한 파라미터를 측정하게 된다.
- 실험 참가자는 가상환경 내에 주어진 상황에서 대화를 유지하며 자신의 의견이나 생각을 주장하게 되고, 시스템은 다양한 파라미터를 측정하게 된다. 측정된 파라미터가 실험참가자의 자기감정표현능력을 나타내는지를 확인해 보았다. 또한 긍정적 상황과 부정적 상황에서의 자기감정표현의 차이도 확인해 보았다.
제안 방법
- 8 개의 최종 시나리오를 바탕으로 가상현실로 구현하기 위해 각 배경 별 아바타의 동작이나 말하는 순서, 카메라의 움직임 등을 중심으로 하여 VR (Virtual Reality)시나리오를 구성하였다.
- 가상현실 시스템을 구현하기 위해 가상환경을 랜더링 하기 위한 Pentium IV PC, DirectX 3D 가속지원 비디오 카드 등의 하드웨어를 사용하였고 디스플레이를 위해 HMD (Head Mounted Display), 가상환경에서의 네비게이션을 위해 tracker (interTrax2)를 사용 하였다. HMD 에 고정된 tracker 는 실험 참가자 머리의 방향을 얻게 되고, 이를 이용해 실시간으로 참가자의 시선에 따라 변화하는 가상환경을 HMD 를 통해서 볼 수 있도록 하였다. Figure1 은 가상현실 시스템의 하드웨어 구성을 보여주고 있다.
- 실험 전에 참가자의 이름, 성별, 나이, 학력에 관한 사항을 기록하고 실험내용에 관해 사회기술훈련 치료자가 설명해 주었다. HMD 와 tracker 의 작동법을 연습하기 위해 준비된 가상환경 안에서 네비게이션과제를 수행하고, 실험방법에 익숙해 질 수 있도록 감정표현연습과제를 수행하였다. 연습과제시행 후 개발된 가상현실 시스템을 이용해 일상생활에서 일어날 수 있는 상황에서의 자기감정표현능력을 측정하였다.
- 가상현실 시스템을 구현하기 위해 가상환경을 랜더링 하기 위한 Pentium IV PC, DirectX 3D 가속지원 비디오 카드 등의 하드웨어를 사용하였고 디스플레이를 위해 HMD (Head Mounted Display), 가상환경에서의 네비게이션을 위해 tracker (interTrax2)를 사용 하였다. HMD 에 고정된 tracker 는 실험 참가자 머리의 방향을 얻게 되고, 이를 이용해 실시간으로 참가자의 시선에 따라 변화하는 가상환경을 HMD 를 통해서 볼 수 있도록 하였다.
- 각 시나리오 별로 가상환경의 시간이 다르기 때문에 적절한 비교를 위해 portion of watching avatar 는 전체아바타가 말하는 시간 중 실험참가자가 상대방 아바타를 쳐다보는 시간의 비율로 하였다. Expression time, duration of expression, duration of watching avatar 는 직접적으로 비교가 가능하기 때문에 측정된 시간을 그대로 사용하였다.
- 각각의 상황은 선택적으로 실행할 수 있도록 8 개의 시나리오 선택창을 별도로 구성하였고 각각의 시나리오가 시작될 때 텍스트패널과 이를 녹음한 내레이션을 이용해 각각의 상황을 설명해주었다. Figure3 은 가상현실 시나리오의 진행순서를 보여주고 있다.
- 기존의 정신분열병 환자의 정서인식을 평가하는 연구에서는 얼굴 표정만 있는 사진을사용하였으나 본 연구에서는 가상현실이라는 최신의 기법을 사용하여 얼굴표정 이외의 비언어적 요소인 목소리 제스처 등을 포함한 복합메시지와 다양한 정서관련 상황을 혼합하여 좀더 신뢰할 수 있는 평가가 이루어졌다. 또한 자기감정표현 측정 시 감정표현 시작시간, 감정표현시간, 감정표현 중 상대방 아바타를 보는 시간 등의 다양한 파라미터를 활용함으로써 좀더 객관적이고 종합적인 측정이 이루어진 것으로 생각된다.
- 집단 (정상인 집단, 정신분열병 환자 집단)은 피험자간 변인이었고, 시간 (portion of watching avatar, expression time, duration of expression, duration of watching avatar)은 피험자네 변인이었다. 또한 상호작용 효과를 알아보기 위해 상호작용비교 (analysis of interaction comparisons)를 실시하였다. 또한 각 파라미터들은 정상인과 정신분열병 환자간의 차이를 확인하기 위해 독립표본 T 검증 (independent samples T test)을 실시하였고, 긍정적 상황과 부정적 상황간의 차이를 확인하기 위해 대응표본 T 검증 (paired samples T test)을 실시하였다.
- 또한 실험 참가자가 HMD (Head Mounted Display)나 tracker (interTrax2)사용에 어려움이 없도록 가상환경을 둘러보고 자신의 감정표현을 연습해 볼 수 있는 연습시나리오를 구성하였다.
- 실험 참가자가 자기감정표현을 하기 전에 상대방과의 대화에 집중하는지를 측정하기 위해 전체 아바타가 말하는 시간 중 참가자가 아바타를 쳐다보는 시간의 비율 (portion of watching avatar)을 측정하였다. 또한 참가자가 아바타에게 자기감정표현을 하는 동안 상대방 아바타와 시선을 유지하는 시간 (duration of watching avatar)도 함께 측정하였다.
- 본 연구에서 시스템은 일상생활에서 흔히 일어날 수 있는 상황을 제시하고 실험 참가자는 가상환경에서 아바타와 대화 후 자기감정표현을 하게 된다.
- 자기감정표현 시작시간 중 감정표현을 유도하는 강화를 제시받은 경우는 제외하였다. 실험 참가자가 자기감정표현을 하기 전에 상대방과의 대화에 집중하는지를 측정하기 위해 전체 아바타가 말하는 시간 중 참가자가 아바타를 쳐다보는 시간의 비율 (portion of watching avatar)을 측정하였다. 또한 참가자가 아바타에게 자기감정표현을 하는 동안 상대방 아바타와 시선을 유지하는 시간 (duration of watching avatar)도 함께 측정하였다.
- 실험 참가자는 가상환경 안에서 대화를 유지하다가 적절한 시점에 자신의 의견이나 생각을 표현하고 시스템은 참가자의 자기감정표현 시작시간 (expression time)과 감정표현시간 (duration of expression)을 측정하였다. 자기감정표현 시작시간 중 감정표현을 유도하는 강화를 제시받은 경우는 제외하였다.
- 본 가상환경 시스템은 정신질환자가 제시된 대화상황에서 대화를 유지하고 자신의 감정, 권리, 욕구, 생각이나 의견을 표출하는 자기감정표현능력을 훈련 및 평가하기 위해 개발되었다. 연구를 수행하기 위해 실험참가자를 정상인과 정신분열병환자로 나누고 측정 파라미터들이 실험참가자들의 자기감정표현능력을 반영하는지를 확인하기 위해 참가자 그룹별, 정서별로 비교해 보았다.
- HMD 와 tracker 의 작동법을 연습하기 위해 준비된 가상환경 안에서 네비게이션과제를 수행하고, 실험방법에 익숙해 질 수 있도록 감정표현연습과제를 수행하였다. 연습과제시행 후 개발된 가상현실 시스템을 이용해 일상생활에서 일어날 수 있는 상황에서의 자기감정표현능력을 측정하였다.
- 이렇게 구성된 상황을 총 8 개의 시나리오로 제작하였다. 제작된 8 개의 시나리오를 정신과 전문의의 검증을 거쳐 최종 시나리오를 구성하였다.
- 효과적인 자기감정표현 상황제시를 위해 일반적으로 사회에서 일어날 수 있는 상황을 바탕으로 사회기술훈련 치료자가 시나리오를 제작하였다. 각각의 시나리오는 가족 간의 상황, 친구간의 상황, 직장에서의 상황 등으로 크게 긍정적 상황과 부정적 상황으로 구성된다.
대상 데이터
- 실험 참가자는 정상인군 11 명과 정신분열병 환자군 10 명으로 구성되어있다. 정상인군은 과거 정신과적 병력이 없었던 평균연령 31.
- 실험 참가자는 정상인군 11 명과 정신분열병 환자군 10 명으로 구성되어있다. 정상인군은 과거 정신과적 병력이 없었던 평균연령 31.5±8.05 세의 건강한 남성 4 명과 여성 7 명이고, 정신분열병 환자군은 세브란스 정신건강병원에 입원중인 평균연령 28.4±7.74 세의 남성 3 명과 여성 7 명을 대상으로 하였다. 실험 참가자들이 가상현실을 경험한 후 느끼는 심리적, 신체적 증상을 확인하였는데, 신체적 증상이나 심리적 불편감을 호소하는 사람은 한 명도 없었다.
데이터처리
- 또한 상호작용 효과를 알아보기 위해 상호작용비교 (analysis of interaction comparisons)를 실시하였다. 또한 각 파라미터들은 정상인과 정신분열병 환자간의 차이를 확인하기 위해 독립표본 T 검증 (independent samples T test)을 실시하였고, 긍정적 상황과 부정적 상황간의 차이를 확인하기 위해 대응표본 T 검증 (paired samples T test)을 실시하였다. 본 연구의 통계분석은 SPSSWIN 12.
- 정상인 집단과 정신분열병 환자 집단의 자기감정표현능력의 차이와 긍정적 상황과 부정적 상황에서의 자기감정표현능력의 차이를 알아보기 위해 반복측정 변량분석 (repeated measures)을 실시하였다. 집단 (정상인 집단, 정신분열병 환자 집단)은 피험자간 변인이었고, 시간 (portion of watching avatar, expression time, duration of expression, duration of watching avatar)은 피험자네 변인이었다.
성능/효과
- expression time 은 참가자 그룹과정서간에 유의미한 차이는 없는 것으로 나타났다. Duration of expression 은 정상인과 정신분열병 환자 그룹간의 유의미한 차이는 발견되지 않았고, 긍정적 상황과 부정적 상황간에 유의미한 차이가 있었다 (p = 0.002). 또한 duration of watching avatar 도 긍정적 상황과 부정적 상황에서 유의미한 차이가 있었다 (p = 0.
- 가상현실을 경험하는 동안 말하는 아바타를 쳐다보는 정도에서는 긍정적 상황에서 정상인이 정신분열병 환자보다 유의미하게 높은 수준 (portion of watching avatar: p = 0.011)을 보였으나 부정적 상황에서는 유의미한 차이가 발견되지 않았다. 이는 정상인보다 높은 불안수준을 가지고 있는 정신분열병 환자가 긍정적 상황보다 두려움이나 분노 같은 부정적 상황에서 반응잠재기가 더 길었기 때문인 것으로 해석 가능하다[13].
- Table1 은 측정된 파라미터들의 평균값과 대응표본 T 검증 결과를 보여주고 있다. 대응표본 T 검증결과 자기감정표현을 하는 시간이 긍정적 상황보다 부정적 상황에서 유의미하게 더 긴 것을 정상인에서 확인하였고, 정신분열병 환자 역시 그러한 경향을 보였다. 또한 자기감정표현을 하면서 상대방 아바타를 쳐다보는 시간에서도 정신분열병 환자와 정상인 모두 긍정적 상황보다 부정적 상황에서 유의미하게 더 긴 것을 확인하였다.
- Figure4 는 측정된 파라미터들의 평균값과 독립표본 T 검증결과를 보여주고 있다. 독립표본 T 검증결과 긍정적 상황에서 정상인이 정신분열증 환자보다 말하는 아바타를 유의미하게 더 많이 쳐다보는 것으로 나타났다 (p = 0.011).
- 대응표본 T 검증결과 자기감정표현을 하는 시간이 긍정적 상황보다 부정적 상황에서 유의미하게 더 긴 것을 정상인에서 확인하였고, 정신분열병 환자 역시 그러한 경향을 보였다. 또한 자기감정표현을 하면서 상대방 아바타를 쳐다보는 시간에서도 정신분열병 환자와 정상인 모두 긍정적 상황보다 부정적 상황에서 유의미하게 더 긴 것을 확인하였다.
- 자기감정표현시간과 자기감정표현을 하는 동안 상대방 아바타를 쳐다본 시간에서는 정상인과 정신분열병 환자 사이의 유의미한 차이는 발견되지 않았으나 긍정적 상황과 부정적 상황간의 유의미한 차이가 있었다 (duration of expression: p = 0.002, duration of watching avatar: p =0.001). 이는 실험 참가자가 긍정적 상황보다 부정적 상황에서 심리적 불안을 느끼게 되는데 이 불안을 해소하기 위해 더 많은 감정표현을 하기 때문이다[14].
- 자기감정표현을 시작한 시간에서는 그룹별, 정서별 유의미한 차이가 발견되지 않았는데 이는 자기감정표현시작시간에서 감정표현을 유도하는 강화를 받은 경우가 제외되었기 때문인 것으로 생각된다. 자기감정표현을 하는 동안 감정표현을 유도하는 강화를 사용한 경우를 포함시킬 경우 자기감정표현의 시작시간은 정상인이 정신분열병 환자보다 짧은 경향이 있었다. 또한 가상환경에 정상인과 정신분열병 환자 모두가 가상환경에서 비슷한 수준의 몰입감을 경험한 것으로 생각된다.
후속연구
- 또한 자기감정표현 측정 시 감정표현 시작시간, 감정표현시간, 감정표현 중 상대방 아바타를 보는 시간 등의 다양한 파라미터를 활용함으로써 좀더 객관적이고 종합적인 측정이 이루어진 것으로 생각된다. 기존의 정신분열병 환자의 자기감정표현특성이 가상환경을 통한 실험에서 다시 한번 확인된 것으로 미루어 가상현실 기술을 이용하여 정신분열병 환자의 자기감정표현능력을 측정할 수 있을 것으로 생각된다.
- 본 연구는 가상현실을 이용하여 최초로 정신분열병환자의 자기감정표현능력을 연구한 것이다. 따라서 실제적 훈련 시스템 개발을 위해 첫째로 실험 케이스를 늘려 시스템의 효과를 통계적으로 뒷받침 해야 할 것이다. 또한 개발된 가상현실 시스템이 객관적 판단 기준이 되기 위해서는 기존의 방법과 상관관계를 가지는지도 규명되어야 할 것이다.
- 따라서 실제적 훈련 시스템 개발을 위해 첫째로 실험 케이스를 늘려 시스템의 효과를 통계적으로 뒷받침 해야 할 것이다. 또한 개발된 가상현실 시스템이 객관적 판단 기준이 되기 위해서는 기존의 방법과 상관관계를 가지는지도 규명되어야 할 것이다.
- 기존의 정신분열병 환자의 정서인식을 평가하는 연구에서는 얼굴 표정만 있는 사진을사용하였으나 본 연구에서는 가상현실이라는 최신의 기법을 사용하여 얼굴표정 이외의 비언어적 요소인 목소리 제스처 등을 포함한 복합메시지와 다양한 정서관련 상황을 혼합하여 좀더 신뢰할 수 있는 평가가 이루어졌다. 또한 자기감정표현 측정 시 감정표현 시작시간, 감정표현시간, 감정표현 중 상대방 아바타를 보는 시간 등의 다양한 파라미터를 활용함으로써 좀더 객관적이고 종합적인 측정이 이루어진 것으로 생각된다. 기존의 정신분열병 환자의 자기감정표현특성이 가상환경을 통한 실험에서 다시 한번 확인된 것으로 미루어 가상현실 기술을 이용하여 정신분열병 환자의 자기감정표현능력을 측정할 수 있을 것으로 생각된다.
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