가상현실에서 아바타을 통한 정보전달 시 뇌의 활성화와 현존감의 관계

이형래(Hyeongrae Lee),구정훈(Jeonghun Ku),김소영(Soyoung Kim),윤강준(K J Yoon),남상원(Sang-Won Nam),김재진(Jae-Jin Kim),김인영(In Young Kim),김선일(Sun I. Kim) 한국인지과학회 2006 인지과학 Vol.17 No.4

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.

정비된 하천에서 저수 수제에 의한 하도 지형과 수리 특성 변화

김기흥,이형래,정혜련,Kim, Kiheung,Lee, Hyeongrae,Jung, Heareyn 응용생태공학회 2015 Ecology and resilient infrastructure Vol.2 No.1

수제군 주변의 유동장 및 지형학적 변화에 대한 수리학적 효과를 분석하기 위하여, 본 연구는 영천강 만곡부에 설치된 저수 수제군 주변의 하도지형 특성의 변화에 대하여 모니터링과 수치모의를 수행하였다. 연구 대상지는 연장 190m로서 2008년 3월에 저수 수제군이 설치되었다. 현장 모니터링을 2008년 5월부터 2014년 4월까지 수행하였다. 설계된 수제 높이 보다 홍수시 수위가 더 높아져도 수제는 하안으로부터 흐름을 하도의 중심으로 밀어낸다. 따라서, 만곡부의 하도 안정을 위하여 설치된 수제군은 어느 정도 효과적으로 수리적 기능을 수행하고 있다. 시간의 경과에 따라 주수로가 하도의 중심으로 이동하면서 안정되었으며, 국소세굴에 의하여 수제 선단부 주변에 소가 형성되었다. 또한, 수제 사이에는 유사가 퇴적되었고, 하도에는 여울-소가 형성됨으로써 부수적으로 수제가 하도의 지형적 측면에서 다양한 물리적 특성을 창출함을 확인하였다. In order to assess the hydraulic effects of flow pattern changes and geomorphological evolution around spur dikes, this study carried out monitoring and numerical simulation on the changes of morphologic characteristics around spur dikes that settled in the bend of the Yeongcheon River. The study site spanned 190 m, and spur dikes were installed in March 2008. Monitoring of the site started in May 2008 and was completed in April 2014. When the water level was higher than the height of the spur dikes, the spur dikes extrude flow from the bank. Therefore, the spur dikes that were built to stabilize the channel have been effectively performing hydraulic functions. With the passing of time, the channel was stabilized and pools formed around the spur dike toes by local scouring. It was confirmed that spur dikes created various physical characteristics in the aspect of channel topography, with sediments deposits occurring between the spur dikes, while riffles and pools formed in the channel.

SEA 를 이용한 Dash panel grommet 투과 손실 측정의 검증

이민규(Minkyu Lee),이형래(Hyeongrae Lee),강연준(Yeonjune Kang) 한국소음진동공학회 2017 한국소음진동공학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.10

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.

한국 범종의 음질 평가 방법 고찰

성원찬(Weonchan Sung),이형래(HyeongRae Lee),강연준(Yeonjune Kang) 한국소음진동공학회 2013 한국소음진동공학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.10

The appearance of the Korean bell is exceptional comparing to that of other bells. The sound of the Korean bell is also distinguishable because of its remarkable appearance. The sound of the Korean bell is composed of striking sound and residue sound. This study focuses mainly on the striking sound of the Korean bell. The primary purpose of this study is to suggest a proper sound quality evaluation method for Korean bell. To implement this study, examine the formerly established methods which are method using rating method and method using generally used Psychoacoustics metrics. Also, subjective Sound Quality evaluation was conducted to compare the results of method using rating method and the method using psychoacoustics metrics.

Dash Isolation Pad를 구성하는 흡차음재 물성 최적화를 통한 중량저감

전주현(Juhyun Jeon),이형래(Hyeongrae Lee),이정욱(Jungwook Lee),김성제(Sungje Kim),한진우(Jinwoo Han),강연준(Yeonjune Kang) 한국소음진동공학회 2015 한국소음진동공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.4

The primary purpose of this study is to reduce the weight of the vehicle dash isolation pad by optimizing the property of acoustic material through Taguchi’s method. Dash isolation pad is a pressed acoustic material layers that is installed between a vehicle’s cavity room and the dash panel to improve the sound transmission loss to the cabin. Generally, dash isolation pad consists of polyethylene terephthalate, polyurethane foam, heavy layer and etcetera. In this study, SEA, a CAE software, is used to analyze the performance of the dash isolation pad and Taguchi’s L18 orthogonal matrix array is used to optimize the weight. As a result, the transmission loss of dash isolation pad is slightly increased and the 500g weight loss is achieved.

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.