체화된 인지(Embodied Cognition)를 기반으로 한 가상공간 ‘체화된 상호작용’에 관한 연구 = A Study on the 'embodied interaction' of virtual space based on embodied cognition

국문 초록 (Abstract)

디지털 시대에 가상 상호작용 기술(Virtual Interaction)은 현실 세계와 디지털 세계를 연결하는 핵심적인 매개체로 기능하고 있다. 최근 컴퓨터 비전, 인공지능(AI), 센서 기술의 급속한 발전과 함께 가상 공간 상호작용(Virtual Space Interaction)은 인간–컴퓨터 상호작용(HCI) 분야의 주요 연구 방향으로 부상하였다. 가상 현실(VR), 증강 현실(AR), 혼합 현실(MR), 확장 현실(XR) 기술이 점차 성숙함에 따라 사용자는 고도화된 디지털 환경 속에서 보다 몰입감 있고 자연스러우며 다중 감각이 통합된 상호작용 경험을 할 수 있게 되었다.
이러한 기술은 기존의 키보드, 마우스, 터치스크린 중심의 물리적 상호작용 방식의 한계를 넘어, 제스처, 음성, 시선 추적, 뇌–컴퓨터 인터페이스(BCI) 등을 기반으로 한 다중 모달 상호작용(Multimodal Interaction)으로 확장되었다. 그 결과 정보 획득 과정의 직관성이 향상되고 상호작용 경험의 현실감이 크게 증대되었다. 이러한 기술적 진화는 기존 인간–컴퓨터 상호작용 모델을 재구성함과 동시에 새로운 상호작용 패러다임을 창출하며, 현실 세계와 디지털 세계 간의 경계를 점차 모호하게 만들고 사회, 경제, 교육, 의료 등 다양한 분야에 광범위한 영향을 미치고 있다.
한편, 체화된 인지 이론(Embodied Cognition Theory)은 가상 공간에서의 상호작용 방식을 이해하고 최적화하는 데 중요한 이론적 기반을 제공한다. 이 이론은 인지가 단순히 뇌 내부에서 이루어지는 계산 과정이 아니라, 신체의 감각, 행동, 그리고 환경과의 상호작용에 깊이 의존하여 형성된다는 관점을 강조한다. 이는 인지를 신체와 분리된 기호 처리 과정으로 간주해 온 기존의 ‘마음–연산 모델(Computational Mind)’에 대한 비판적 대안으로, 신체(embodiment)가 인지 형성에서 핵심적인 역할을 수행한다는 점을 제시한다. 정보화가 급속히 진전된 현대 사회에서 인간의 학습 및 인지 획득 과정은 더 이상 뇌 중심의 정보 처리 과정에 국한되지 않으며, 시각, 청각, 촉각, 후각, 미각 등 다중 감각을 포함한 전신적 참여 과정으로 이해될 수 있다. 이 과정에서 신체는 환경과의 상호작용을 통해 경험을 구성하고, 이러한 경험을 토대로 인지를 생성한다. 따라서 체화된 인지 이론을 가상 공간에 적용하는 것은 가상 환경에서의 상호작용 경험을 재구성할 뿐만 아니라, 디지털 시대 인간 인지 과정에 대한 보다 심층적인 이해 경로를 제공한다. 가상 공간에서의 체화된 인지는 전통적인 체화된 인지 이론과 구별되는 특징을 지닌다. 전통적 체화된 인지 이론이 신체를 정보 전달과 인지 생성의 매개로 간주한다면, 가상 공간에서의 체화된 인지는 신체, 인지, 환경을 디지털 차원에서 통합적으로 가상화하고 재구성한다는 점에서 차이를 보인다. 이러한 관점은 인지과학에서 신체 연구의 범위를 확장할 뿐만 아니라, 향후 가상 세계 상호작용 기술의 발전과 미래 사회에서의 인지과학 융합 연구에 새로운 이론적·실천적 시사점을 제공할 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Virtual interaction technologies play a crucial role in the digital age by connecting the physical world with cyberspace. Rapid advances in computer vision, artificial intelligence, and sensor technologies have positioned interaction in virtual spaces as a central research focus within the field of human–computer interaction (HCI). Technologies such as virtual reality (VR), augmented reality (AR), mixed reality (MR), and extended reality (XR) enable users to engage with highly sophisticated digital environments, supporting interaction that is increasingly natural, immersive, and multimodal.
These technological developments extend beyond traditional interaction paradigms based on keyboards, mice, and screens. Instead, contemporary virtual interaction incorporates multiple modalities, including gesture-based input, voice interaction, eye-tracking, and brain–computer interfaces (BCIs). Such multimodal approaches enhance the intuitiveness of information acquisition and significantly increase the sense of realism in interactive experiences. As a result, existing models of human–computer interaction are being reconfigured, giving rise to new interaction paradigms that blur the boundaries between the physical and digital domains. Digital elements increasingly manifest within physical contexts, while physical actions are integrated into virtual environments. This convergence exerts substantial influence across diverse domains, including society, the economy, education, and healthcare.
Embodied cognition theory provides an essential theoretical foundation for understanding and optimizing interaction in virtual environments. This perspective challenges traditional computational models of the mind, which conceptualize cognition as abstract symbol processing independent of the body. In contrast, embodied cognition emphasizes that cognitive processes are deeply rooted in bodily perception, action, and continuous interaction with the environment. From this viewpoint, embodiment is not a peripheral component but a fundamental condition for the formation of cognition. Human learning and cognition therefore extend beyond brain-centered information processing to encompass whole-body engagement with the environment. Cognitive processes emerge through dynamic sensorimotor experiences, including visual, auditory, tactile, proprioceptive, gustatory, and olfactory perception. Through continuous bodily interaction with external surroundings, individuals construct experiential meaning that directly shapes cognitive outcomes.
Extending embodied cognition theory into digital and virtual spaces transforms conventional patterns of human–machine interaction and offers new pathways for examining cognitive development in the digital era. Unlike traditional perspectives that regard the body merely as a channel for information transmission, this approach conceptualizes the body as an integrated interface within virtual environments—simultaneously shaping interaction, cognitive processes, and contextual meaning. Consequently, this perspective expands the scope of cognitive research and establishes a new theoretical and practical foundation for the design and development of future interactive technologies.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 1.1 연구의 배경 및 의미 1
• 1.2 연구의 목적 3
• 1.3 연구의 방법 및 범위 4
• 1.4 선행 연구 5
• 1.5 연구 흐름도 10
• 제2장 이론과 조사 12
• 2.1. 체화된 인지 12
• 2.1.1 조지 레이코프와 마크 존슨의 체화된 인지의 특징 14
• 2.1.2 앤디 클라크의 체화된 인지의 특징 22
• 2.1.3 프란시스코 바렐라의 체화된 인지의 특징 27
• 2.1.4 로렌스 바살루의 체화된 인지의 특징 34
• 2.1.5 손 갤러거의 체화된 인지의 특징 40
• 2.2 체화된 인지의 특징 45
• 2.3. 가상 공간의 개념 49
• 2.3.1 가상 공간의 상호작용 52
• 2.3.2 가상공간 상호작용의 특징 54
• 2.4 가상공간 상호작용의 발전 방향 64
• 2.4.1 가상공간 상호작용의 발전 측면 66
• 2.4.2 가상공간 상호작용의 구조 측면 67
• 2.4.3 가상공간 상호작용의 조작 측면 68
• 2.4.4 가상공간 상호작용의 의미 생성 측면 69
• 2.4.5 가상공간 상호작용의 몰입 체험 측면 70
• 2.5 가상공간 상호작용과 체화된 인지의 관련성 연구 72
• 제3장 가상공간에서 체화된 상호작용의 특성 75
• 3.1. 체화된 상호작용 75
• 3.2 가상공간에서 체화된 상호작용의 특성 77
• 3.2.1 은유적 체험 상호작용의 특성 77
• 3.2.2 기술 확장 상호작용의 특성 83
• 3.2.3 통합 생성 상호작용의 특징 91
• 3.2.4 다중 모달 실시간 상호작용의 특징 98
• 3.2.5 임베디드 실시간의 상호작용 특성 106
• 제4장 검증 분석 117
• 4.1 체화된 상호작용 특성의 검증 117
• 4.2 조사 실시 118
• 4.2.1 신뢰도와 타당도 118
• 4.2.2 전문가 설문조사 119
• 4.2.3 지표 속성 도출 122
• 4.3 연구모형 및 가설 설정 125
• 4.4 설문조사 127
• 4.4.1 설문지 디자인 127
• 4.4.2 신뢰도와 타당도 128
• 4.5 회귀 분석 및 가설 검증 132
• 4.5.1 상관관계 분석 132
• 4.5.2 회귀 분석 132
• 제5장 실험 분석 147
• 5.1 실험 설계 개요 148
• 5.2 피험자 및 실험 환경 149
• 5.3 실험 흐름도 150
• 5.4 측정 지표 152
• 5.4.1 자료 수집 및 분석 방법 156
• 5.4.2 EEG와 심박수 실험 데이터 지표 156
• 5.4.3 설문조사 데이터 지표 159
• 5.5 데이터 회수 및 분석 161
• 5.5.1 조작 측면 실험 데이터 분석 161
• 5.5.2 구조 측면 실험 데이터 분석 165
• 5.5.3 의미 생성 측면 실험 데이터 분석 169
• 5.5.4 몰입적 체험 측면 실험 데이터 분석 173
• 실험 소결 177
• 제6장 결론 184
• 6.1 연구 과정의 회고 185
• 6.2 연구의 의미 및 기여 189
• 6.3 종합 결론 193
• 참고문헌 196
• 영문초록 205
• 부록 207