감정표현 평가 시스템 개발 및 실험적 적용

한기완(Kiwan Han),김광욱(Kwanguk Kim),구정훈(Jeonghun Ku),장희정(Hee Jeong Jang),박준영(Junyoung Park),김인영(In Young Kim),김재진(Jae-Jin Kim),김찬형(Chan Hyung Kim),김선일(Sun I. Kim) 한국HCI학회 2006 한국HCI학회 학술대회 Vol.2006 No.2

노약자와 장애인을 위한 근력보조 시스템의 활용시나리오 개발과정 고찰

이정수(Jeongsu Lee),송원경(Won-Kyung Song),한기완(Kiwan Han),고병우(Byung-Woo Ko) 한국HCI학회 2014 한국HCI학회 학술대회 Vol.2014 No.2

상지재활 훈련동안 자기수용감각의 훈련 및 평가를 위한 가상현실 시스템 개발 : 예비 연구

조상우(Sangwoo Cho),구정훈(Jeonghun Ku),한기완(Kiwan Han),이형래(Hyeongrae Lee),박진식(Jinsick Park),이원호(Wonho Lee),신영석(Youngseok Shin),김홍준(Hongjoon Kim),강윤주 (Younjoo Kang),김인영 (Inyoung Kim),김선일(Sun I. Kim) 한국HCI학회 2008 한국HCI학회 학술대회 Vol.2008 No.2

Proprioception defined it as the ability to detect, the spatial position or movement of joints using balance, power of the muscle, agility in the internal parts of the body. In existing study for improvement of proprioception, reaching task training provided a feedback; the assessment was not provided a feedback. But, this has problem that it can not guide a proprioception from situation with visual feedback. Virtual reality technique can solve the problem of way providing feedback during training. In this study, we developed proprioception training program using virtual reality and pilot study is performed. VR task were composed three modes. In mode 1, real-time movement of the body was provided using visual feedback. In mode 2, body position was provided using visual feedback when participant have specific response. And in mode 3, body position was not provided. VR task is performed five sessions at each mode and one session performed one by one a three target. In the result of this study, the moving time toward the target from mode 3 was smaller than the moving time toward the target from mode 1 (p= 0.001). The correlation was statistically significant between mode 2 and mode 3 while be offering visual feedback position of mode 2 lsession. But, the correlation was not statistically significant between mode 2 and mode 3 after be offered visual feedback position of mode2 lsession (p = 0.012). Training environment of mode 1 shows which training used visual feedback than proprioception. Mode2 can execute training of proprioception because first session acquires visual feedback by proprioception. The next study will be verification of the system for training or assessment by clinical experiment. 자기수용감각은 신체 내부에서 몸의 발란스, 근육의 강도, 민첩성을 이용하여 공간의 위치나 관절의 움직임을 조절하는 능력으로 정의된다. 기존의 연구에서는 자기수용감각을 발달시키기 위하여 reaching 훈련을 이용한 시각적인 feedback을 제시하여 훈련을 하고 feedback을 차단하고 측정하는 방법이 사용했지만 시각적인 feedback이 있는 상황은 자기수용감각만 유도할 수 없는 문제점이 있다. 가상현실 기술은 훈련 동안 실시간으로 시각적인 feedback을 다양하게 제공하는 것으로 기존의 연구의 문제점을 해결할 수 있다. 본 연구에서는 가상현실 기술을 이용한 자기수용감각을 발달시키기 위한 훈련 및 평가시스템을 개발하고 파일럿 스터디를 하였다. 가상환경 task는 3개로 구성되었다. mode 1은 신체 움직임을 실시간으로 시각적인 feedback을 제시하는 환경이다. mode 2는 피험자의 반응에 의해서만 신체 움직임에 대한 시각적인 feedback을 제시하는 환경이다. mode 3은 시각적인 feedback을 제시하지 않는 환경이다. 가상환경의 task는 각 mode에서 3지점을 한 번씩 수행하는 것을 1회기로 5회기씩 수행하였다. 본 연구의 결과에서, target을 획득하기 위하여 이동하는 시간은 mode 3에서 mode 1보다 더 짧게 소요되었다(p=0.001). mode 2와 mode 3에서 1회기에서는 상관관계를 가지고 2-5회기 동안에는 mode 2와 mode 3에서 상관관계가 보이지 않았다(p = 0.012). mode 1의 환경에서는 훈련에 필요한 자기수용감각보다 시각적인 feedback에 의한 훈련이 진행되는 것을 볼 수 있다. mode 2는 첫 회기에서 자기수용감각에 의한 시각적인 feedback을 제공받을 수 있기 때문에 자기수용감각 훈련을 수행할 수 있다. 추후 연구는 시스템의 타당성 검증과 임상실험을 통한 훈련과 평가를 할 계획이다.

가상현실에서의 아바타 음주권유가 갈망감 유발에 미치는 영향에 관한 연구

최유경(Youkyung Choi),조상우(Sangwoo Cho),한기완(Kiwan Han),구정훈 (Jeonghun Ku),정영철(Young-chul Jung),김재진(Jae-jin Kim),남궁기(Namkoong Kee),김인영(In-yong Kim) 한국HCI학회 2008 한국HCI학회 학술대회 Vol.2008 No.2

This study set out investigate what Kind of changes would be caused to the craving of alcohol dependent patients by stimuli through virtual reality in the preparation stage for drinking refusal training. With regard to stimulation, it included alcohol exposure, a positive situation, and a negative situation on the basis of drinking encouraging situations(social pressure) known as drinking stimulating situations for alcoholics. The purpose of the study is to provide fundamental materials for the development of new training programs to refuse alcohol and for the examination of the possibility of utilizing virtual reality technology as a new treatment and training tool for alcoholics. To this end, a virtual reality program was conducted involving 12 alcoholics admitted to Severance Mental Health Hospital in Gyeonggi province from December 2006 to September 2007. The data was dealt with various statistic analyses such as frequency analysis, Wilcoxon Matched-pairs Signed-Ranks Test using SPSS/WIN 11.5 The analysis results indicate that avatars encouraging drinking caused more craving than just the background, that the scenes with alcohol exposed caused more craving than the scenes with no alcohol exposed, and that there were no significant changes to craving according to a positive or negative situation. The results confirmed that training sessions using virtual reality presented a situation and environment of drinking pressure that's similar to the actual social pressure and that the virtual reality approach had enormous potential as an effective treatment tool when combined with the existing treatment techniques. 본 연구는 음주거절훈련을 위한 전 단계로 가상현실을 통한 자극 제시가 알코올 중독 환자의 갈망감에 어떠한 변화를 주는 지를 알아보고자 하였다. 본 연구결과를 통해 향후 음주 거절 훈련 프로그램의 개발 뿐만 아니라 알코올 중독 환자들을 위한 새로운 치료 및 훈련 도구로서의 가상현실기법의 활용 가능성을 알아보기 위한 기초적인 자료 제공을 목적으로 한다. 가상현실 자극은 알코올 중독자들의 음주유발 상황으로 알려진 음주권유(사회적 압력)상황과 알코올 노출 여부 그리고 긍정적 상황 부정적 상황으로 구성하였다. 대상자는 2006년 12월부터 2007년 9월까지 입원중인 알코올 중독 환자 12명이었으며 수집된 자료는 SPSS/WIN 11.5 프로그램으로 통계처리 하였으며, Wilcoxon Matched-pairs Signed-Ranks Test로 분석하였다. 분석 결과 배경에서 아바타의 음주권유 여부가 일반적인 배경만 제시되는 경우보다 더 높은 갈망감을, 알코올이 노출된 장면이 그렇지 않은 장면보다 더 높은 갈망감을 나타내었고 긍정적·부정적이냐는 상황은 유의미한 결과를 나타내지 못하였다. 이러한 결과를 토대로 가상현실을 활용한 훈련이 실제의 사회적 압력과 유사한 음주 압력 상황과 환경을 느끼도록 하며, 가상현실 기법이 기존의 알코올 치료 기법들과 연합되어 효과적인 치료 도구로써의 활용가능성을 많이 가지고 있다는 것을 확인 할 수 있었다.

운동 표상과 관련된 뇌 메커니즘을 알아보기 위한 VR 시스템 개발 및 이를 이용한 fMRI 연구 : 예비 실험

이원호(Wonho Lee),구정훈(Jeonghun Ku),조상우(SangWoo Cho),이형래 (HyeongRae Lee),한기완(KiWan Han),박진식(JinSick Park),김재진(JaeJin Kim),김인영 (In Young Kim),김선일(Sun I. Kim) 한국HCI학회 2008 한국HCI학회 학술대회 Vol.2008 No.2

본 연구는 운동 표상에 관한 뇌 메커니즘의 이해를 위해 fMRI를 이용한 측정 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템의 검증을 위해 예비 실험을 시행하였다. fMRI task는 visual feedback을 제공하는 task와 차단하는 task 두 가지의 task로 구성되었다. 실험 결과 visual feedback이 제공되었을 때는 left superior orbital gyrus, bilateral precentral gyrus, left superior occipital gyrus, left supplementary motor area, right thalamus, right postcentral gyrus 그리고 right superior parietal lobule 같은 영역들이 활성화 되었다. Visual feedback이 차단되었을 때는 left precuneus, right middle temporal gyrus, bilateral sunplementarv motor area, right anterior cingulate cortex, left Inferior temporal gyrus, left insula lobe, right superior parietal lobule, bilateral postcentral gyrus 그리고 left precentral gyrus 같은 영역들이 활성화 되었다. 개발된 시스템을 통해서 visual feedback이 차단되었을 경우 운동 표상에 관한 뇌 메커니즘을 알아 볼 수 있었다. In this study, we developed motor representation brain mechanism system using fMRI and pilot study is performed. fMRI task were composed two tasks, which provided visual feedback and hid visual feedback. Left superior orbital gyrus, bilateral precentral gyrus, left superior occipital gyrus, left supplementary motor area, right thalamus, right postcentral gyrus and right superior parietal lobule activated with visual feedback. Left precuneus, right middle temporal gyrus, bilateral supplementary motor area, right anterior cingulate cortex, left Inferior temporal gyrus, left insula lobe, right superior parietal lobule, bilateral postcentral gyrus and left precentral gyrus activated without visual feedback. We could found brain mechanism of motor representation using without visual feedback.

가상의 아바타와 악수 시 아바타의 인지와 관련된 뇌 메커니즘 : 선행 연구

이형래(Hyeongrae Lee),구정훈(Jeonghun Ku),이원호(Wonho Lee),한기완(Kiwan Han),박진식(Jinsick Park),김세진(Jae-Jin Kim),김인영(In Young Kim),김선일(Sun I. Kim) 한국HCI학회 2008 한국HCI학회 학술대회 Vol.2008 No.2

가상현실은 감각기관(시각, 청각, 촉각)에 전달하는 정보를 조작하여 실제적인 가상의 3차원환경을 사용자에게 제공한다. 최근에는 가상현실은 아바타라는 객체의 등장으로 단순히 사용자에게 가상의 공간을 제공하는 것을 넘어서서 가상의 공간에서 타인을 대변하는 아바타와 여러 상호작용을 통해서 또 다른 하나의 가상의 사회를 제공할 수 있는 도구로 자리 잡고 있다. 실제 사회에서의 사회적인 관계에서는 타인과 직접적인 상호작용이 많이 발생하게 되는데, 기존의 연구들은 아바타와 실제적인 상호작용을 하는 환경이 아니었다. 따라서, 본 연구에서는 가상의 아바타와 실제로 상호작용을 할 때 아바타를 어떻게 인지하는 지를 알아보기 위해서 가상환경에서 아바타를 만나서 악수를 청하였을 때 아바타가 악수를 받아들이거나 거절하는 환경을 구현하여 뇌 기능영상 연구를 수행하였다. 아바타의 행동이 어떠한 느낌을 주었는지를 알아본 설문지 결과에서 악수를 받아들인 아바타에 대해서는 긍정적이고, 적절한 행동을 한다고 받아들인 반면, 악수를 거부한 아바타 에서는 나에게 부정적인 감정을 가지고 있고 거부하고 있다고 피험자가 인식한 것으로 나타났다. 뇌 기능영상 분석 결과 상대 아바타가 악수를 받아준 경우와 거절한 경우 공통적으로 the primary visual area, the visual association area, the SMA, the premotor area과 the cerebellum등의 영역에서 뇌 활성화가 나타났다. 설문결과와 fMRI 분석 결과 이는 피험자가 아바타를 나와 구별되는 사회적인 객체로 인지하였고, 아바타의 동작도 사회적 의미가 있는 동작으로 받아 들였다는 것을 의미한다. 다르게 말해 가상의 아바타가 행동을 통해서 사회적 context 뿐만 아니라 감정도 전달이 가능하다는 것을 의미한다. 본 연구는 fMRI 환경에서 실제로 상호작용이 가능한 환경에서 아바타의 행동에 대한 사용자의 인지를 알아보았다는 것에 의의가 있다고 하겠다. It provides a three-dimensional virtual experience consisting of information presented to and perceived by the senses of the user. Recently, the advent of a virtual avatar, which mimics the appearance and behavior of humans, enable that the virtual reality (VR) can provide not only a virtual space but also a virtual society to be interact with a virtual avatar which represents humans. But, it is impossible that the user directly interacts with the VE in previous studies, though direct interactions occur in real social relationship. Therefore, In this study, we know that the cognition about a avatar when the user directly interacts with the virtual avatar in the VE. In order to investigate this purpose, we performed a fMRI study using VE that a avatar accept or reject the user's offer when the user offer his (or her) hand to a avatar. In result of questionnaire about the user's feeling by avatar's action, the user feels about avatar's acceptance action that the avatar acts positively and suitably. In contrast the user feels about avatar's rejective action that the avatar acts negatively and disapprovingly. In result of fMRI analysis, the primary visual area, the visual association area, the SMA, the premotor area, the cerebellum and etc. activate in common with the other avatar's acceptance action and rejective action. The results show that the subject recognizes not only avatars as social objects but also avatar's action as socially meaningful action. In other words, it is possible to transfer social context and emotion through avatar's action.