특수 직업 훈련 XR 시스템에 관한 연구 = A Study on the Special Vocational Training XR System

국문 초록 (Abstract)

2025년 현재 전세계적으로 인공지능 기술을 이용한 제품 및 서비스가 증가하고 있다. 현재의 인공지능 기술은 인간이 생산 혹은 제작하는 제품 및 서비스의 기획부터 개발, 검수 등 전 과정을 보조하는 역할을 수행하고 있다. 다만 머신러닝 시대를 지나 딥러닝기술의 인공신경망을 이용한 AI기술의 급격한 성장 그리고 피지컬AI(로봇, 드론 등)의 기술개발 등으로 인해 인간만이 가능한 직업의 영역이 조금씩 허물어지는 듯 보인다.
본 논문에서 다루는 특수직업은 한국표준직업분류(2024)의 기준을 적용하면 표준직업의 대분류 가운데 2번 전문가 및 관련 종사자에 해당하며, 직능수준을 적용하면 최고단계인 4단계에 해당한다. 로봇이나 인공지능이 다루기 어려운 감정 교류의 부분, 노하우를 갖춰야 하는 부분 등이 포함된다는 의미이다. 예를 들어 환자를 간호하는 간호사의 경우 환자의 외부에서 확인되는 상태이외 환자의 심리적인 부분까지도 고려해야하는 특수 직업 중 하나이다.
전술한 바와 같이 타인과의 감정교류를 기반으로 인간의 행동을 수행하는 직업은 간호사 이외에도 많은 직업의 종류가 있어 특정 직업 하나를 언급하고 연구하는데에는 어려움이 있다. 이에 그동안 많은 연구가 진행된 간호사의 간호술기를 대상으로 연구를 진행하고자 한다. 다만 본 연구는 일반적인 2D 혹은 어플리케이션이 아닌 VR요소를 주로하는 XR(eXtended Reality)기술을 기반으로 한다.
본 논문에서는 특수직업 중 간호사 직업을 선정하고 간호사가 갖추어야 할 기본 소양인 간호술기를 집중적으로 분석하du XR콘텐츠로 구축하였다.
구축 과정에서 Coroutine 실행을 일시 정지하고 제어를 Unity에 반환하지만 중단한 부분에서 다음 프레임을 계속할 수 있는 메서드
을 통한 단계별 설정을 진행하였고, 이를 네트워크 시나리오로 확장설계하여 다자간 참여 시스템을 완성하였다.
이 구조는 향후 협업 기반 실습, 원격 지휘 훈련, 응급대응 시뮬레이션 등 다양한 XR 직무훈련 콘텐츠로 확장될 수 있는 기반 아키텍처로서의 가치를 지닌다.
본 XR훈련시스템은 가상현실 기반 직무훈련의 새로운 표준 모델로서, 단순한 시뮬레이션을 넘어 교육적 신뢰성과 기술적 확장성을 겸비한 실감형 학습 플랫폼으로 자리매김할 가능성을 제시하고 있다.
본 연구에서 구현된 기술적 접근은 향후 다양한 산업 분야의 XR 교육 콘텐츠 설계에 참고 가능한 실질적 사례가 될 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As of 2025, the number of products and services using artificial intelligence technology is increasing worldwide. The current artificial intelligence technology is playing a role in assisting the entire process, from planning to developing and inspecting products and services produced by humans. However, after the era of machine learning, due to the rapid growth of AI technology using artificial neural networks of deep learning technology and technology development of physical AI (robot, drone, etc.), the area of occupation that only humans can do seems to be gradually breaking down.
The special occupations covered in this paper correspond to experts and related workers twice among the major categories of standard occupations if the criteria of the Korean Standard Occupational Classification (2024) are applied, and they correspond to level 4, the highest level when the skill level is applied. This means that it includes parts of emotional exchange that are difficult for robots or artificial intelligence to handle, and parts that need to be equipped with know-how. For example, nurses who care for patients are one of the special occupations that should consider even the psychological parts of patients other than the conditions identified outside the patient.
As described above, there are many types of jobs other than nurses that perform human behavior based on emotional exchange with others, so it is difficult to mention and study one specific job. Therefore, we intend to conduct research on the nursing skills of nurses, which have been studied a lot. However, this study is based on eXtended Reality (XR) technology that mainly focuses on VR elements, not general 2D or applications.
In this paper, a nurse job was selected among special occupations, and nursing skills, which are the basic skills that nurses must have, were intensively analyzed and constructed as du XR contents.
Method to suspend Coroutine execution during deployment and return control to Unity, but to continue the next frame where it is interrupted
The step-by-step setting was carried out through, and this was extended into a network scenario to complete a multilateral participation system.
This structure has value as a foundation architecture that can be extended to various XR job training content, such as collaboration-based practice, remote command training, and emergency response simulation in the future.
This XR training system is a new standard model for virtual reality-based job training, suggesting the possibility of establishing itself as a realistic learning platform that combines educational reliability and technical scalability beyond simple simulation.
The technical approach implemented in this study will be a practical example for designing XR educational content in various industries in the future.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록ⅰ
• 목 차ⅲ
• 그림목차 v
• 도표목차ⅶ
• 약어표 viii
• I. 서 론1
• 1.1 연구배경 및 목적1
• 1.2 연구내용 2
• 1.3 논문의 구성 3
• Ⅱ. 관련 연구 4
• 2.1 XR기술 시장 규모 및 전망4
• 2.2 다자간 네트워크 시스템6
• 2.3 사용자 인터랙션 8
• 2.4 XR훈련 시스템 11
• Ⅲ. 사용자 인터랙션 환경 14
• 3.1 개발 환경 선정 및 구성 14
• 3.2 사용자 인터랙션 환경 구성 16
• 3.2.1 캐릭터 이동 16
• 3.2.2 선택 및 상호작용 17
• 3.2.3 UI 및 설명창17
• Ⅳ. 핵심 간호술기 콘텐츠 구현19
• 4.1 단계별 구조 설계 및 구현19
• 4.2 맥박 및 호흡 측정 단계 27
• 4.2.1 햅틱 피드백(촉지 감각 구현) 29
• 4.2.2 파형 시각화 31
• 4.2.3 혈압 측정 단계 32
• 4.2.4 시각적 피드백 및 연동38
• 4.2.5 주사기 조작 단계 41
• 4.2.6 경구투약 단계 46
• Ⅴ. 네트워크 시나리오 확장 설계 및 구현57
• Ⅵ. 네트워크 동기화 구조의 성능 및 사용성 검증65
• 6.1 패킷 지연 시간 측정 65
• 6.2 동기화 정확도 67
• 6.1 동시 접속자 증가에 따른 성능 변화69
• Ⅵ. 결론 72
• 참고문헌74
• 영문초록82
• 감사의 글(Acknowledgement)84