The Effect of Social Robots on the Quality of Life According to Usage Patterns : Focusing on Time-series Log Data of Socially Vulnerable Groups

Yoo In-jin 국민대학교 비즈니스IT전문대학원 2022 국내박사

Demand for social safety network is increasing for the purpose of ensuring social health. And attempts to use social robots as a means to solve various problems that occur in the process are also increasing. This is because social robots can be used as a means of solving various problems in that they can collect user behavior. However, research on social robots is being conducted in a rather narrow field. Representatively, it focuses on the development methodology of social robots about robotics. Or, The existence of positive effects of social robots on users. This study aims to suggest various implications by focusing on the elderly, especially among the socially vulnerable group. And as a method to present this, the social robot usage pattern of the elderly extracted from time series data was utilized. This study consists of three phases of the essay. In addition, each essay consists of a process of presenting and resolving several unique research questions. The research questions in the first essay are “Who uses the social robot more or less frequently?”, “What are the reasons for such differences in usage?” To verify this, we classified usage patterns using only time series data, and check whether the patterns have different characteristics. And if there are pattern differences, identified which characteristics of people are causing the differences. The research question in the second essay is to verify whether the universal principle or sequence for using social robot exists. To verify this, we examined what behaviors elderly exhibit when using robots, and verify that there is a universal sequence or principle. And identified if elderly grouped according to usage patterns change their behavior sequences. The research question in the third essay is “What impact do social robots have?”, “And are there any differences between the patterns?”. To verify this, we validated whether usage patterns affect social robot effectiveness. And if has an effect, verified how it is used to increase or decrease the effect. In the first essay, different types of long-term usage patterns were derived. At this time, it was confirmed that the high touch interaction user felt physically unhealthy and had high psychological anxiety. And high content users were found to have a sense of loss, dependence, and physical difficulties. However, it was confirmed that the content usage was not related to depression. In the second essay, we tried to verify a universal principle or sequence. As a result, it was confirmed that the content is the trigger for use when there is no bond with the social robot. And among them, dynamic content was verified as antecedent. In the type of touch, a touch with a small cognitive effort occurred first, and then it was gradually expanded to a touch requiring more effort. In addition, it was confirmed that the principles presented above can be changed according to the user's needs or cognitive resources. In the third essay, it was verified whether the objective and subjective performance of social robots had an effect on quality of life improvement. In this case, not only the perception of social robots but also the usage patterns were found to have a significant effect on the performance. In particular, it is suggested that regular and small deviations in use patterns are important in the use of social robots to improve the quality of life. Through the results of this study, the following theoretical implications can be suggested. In this study, the use of social robots was approached by dividing them from the perspect of touch and content. Through this, it is suggested that the usage pattern of social robots can also be subdivided, and in particular, the usage pattern can be changed and interpreted according to the physical and psychological state of the elderly. The triggers between the social robot use behaviors of the elderly were verified. In particular, antecedent and consequence are verified, and the relationship between even the same touch and content is different. In this study, we tried to solve the research problem by combining qualitative and quantitative data on the elderly. And through this, it was verified that the effects of social robots on insomnia, depression, and even quality of life of the elderly differ according to usage patterns. The practical implications of this study are as follows. Actual behaviors related to the user's state or lifestyle were extracted from the various log data. Through this, it is possible to suggest a methodology for extracting meaningful user behavior in a situation where a lot of user data is created. It is the basis for presenting different types of services according to the user's physical and psychological state. In particular, it can be used as information that can provide optimized services to users based on usage patterns that vary depending on the user's condition. Finally, it may help to verify the effectiveness and long-term impact of social robots in political decision-making regarding the introduction and expansion of social robots. 사회적 건강을 증진하기 위한 목적으로서 사회적 안전망에 대한 수요가 증가하고 있다. 그리고 그 과정에서 발생하는 다양한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로서 소셜 로봇을 활용하려는 시도 또한 증가하고 있다. 이와 같은 시도는 소셜 로봇이 사용자의 행동을 수집할 수 있다는 점에서 다양한 문제 해결의 수단으로 활용 가능하다는 점 때문이다. 그러나 소셜 로봇에 관한 연구들은 다소 협소한 분야에서 수행되고 있다. 대표적으로 소셜 로봇의 개발 방법론이나 로보틱스가 있다. 일부는 소셜 로봇이 사용자에게 미치는 긍정적인 효과의 유무에 대하여 다루기도 한다. 본 연구는 사회 취약 계층 중에서도 특히 노인에 초점을두고 다양한 시사점을 제시하고자 한다. 그리고 이를 제시하기 위한 방법으로서 시계열 데이터로부터 추출된 노인의 소셜 로봇 사용 패턴을 활용하였다. 본 연구는 세 단계의 에세이로 구성되어 있다. 또한 각 에세이들은 몇 가지의 고유한 연구 질문들을 제시하고 이를 해소하는 과정으로 구성되어 있다. 첫 번째 에세이의 연구 문제는 “소셜 로봇을 누가 더 많이 사용하는가?, 혹은 더 조금 사용하는가?”, “이와 같은 사용향의 차이가 나는 이유는 무엇인가?” 이다. 이를 검증하기 위하여 시계열 데이터만을 이용하여 사용 패턴을 분류하고, 패턴의 특성을 확인하였다. 그리고 패턴 차이가 존재하는 경우 노인들의 어떠한 특성이 차이를 야기하는지 검토하였다. 두 번째 에세이의 연구문제는 소셜 로봇을 사용하는 보편적인 원리나 순서가 존재하는지 검증하는 것이다. 이를 검증하기 위하여 노인들이 소셜 로봇을 사용할 때 어떤 행동을 보이는지 살펴보고 보편적인 순서나 원리가 있는지 확인했다. 그리고 사용 패턴에 따라 분류된 노인들 간의 원리와 순서가 변화하는지 또한 검토하였다. 세 번째 에세이의 연구 질문은 “소셜 로봇은 어떠한 영향을 미치는가?”, “그리고 사용 패턴에 따라 효과가 달라지는가?” 이다. 이를 검증하기 위하여 사용 패턴이 소셜 로봇의 효과에 영향을 미치는지 검증하였다. 그리고 효과가 존재하는 경우 그 효과가 증가하거나 감소하는데 어떠한 영향을 미치는지 검토하였다. 첫 번째 에세이에서는 서로 다른 유형의 장기간 사용 패턴이 도출되었다. 이때 높은 터치 인터랙션 사용자는 육체적으로 건강하지 않다고 느끼며, 높은 심리적 불안을 가진다는 것이 확인되었다. 그리고 높은 컨텐츠 사용자는 상실감, 의존성, 그리고 육체적인 어려움이 있는 것으로 확인되었다. 다만 이때 컨텐츠 사용량은 우울증과는 관련이 없는 것으로 확인되었다. 두 번째 에세이에서는 보편적인 원리나 순서를 검증하고자 하였다. 그 결과 소셜 로봇과의 유대가 없는 경우의 사용은 컨텐츠가 트리거임이 확인되었다. 그리고 그 중에서도 동적 컨텐츠가 선행임이 검증되었다. 터치의 유형에 있어서는 인지적 노력인 적은 터치가 먼저 발생하였으며, 이후 점점 더 많은 노력이 요구되는 터치로 확대되었다. 또한 사용자의 니즈나 인지적 자원에 따라서 앞서 제시된 원리는 변화할 수 있음이 확인되었다. 세 번째 에세이에서는 소셜 로봇의 객관적, 주관적 효과가 삶의 질 향상에 영향을 미치는지 검증하였다. 이때 소셜 로봇에 대한 지각 뿐만아니라 사용 패턴 또한 효과에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 삶의 질을 향상시키기 위한 소셜 로봇의 사용에 있어서 규칙적이고 편차가 작은 사용 패턴이 중요함을 제시하였다. 본 연구의 결과를 통하여 다음과 같은 이론적 시사점을 제시할 수 있다. 본 연구에서는 소셜 로봇의 사용을 터치와 컨텐츠의 관점으로 구분하여 접근하였다. 이를 통하여 소셜 로봇의 사용 패턴 또한 세분화 될 수 있으며, 특히 사용 패턴이 노인의 육체적 심리적 상태의 의하여 변화하고, 해석될 수 있음을 제시하였다. 노인의 소셜 로봇 사용 행동들 간의 트리거를 검증하였다. 특히 선행과 후행를 제시하고, 동일한 터치와 컨텐츠들 사이에서도 그 관계가 달라짐을 보였다. 본 연구에서는 노인에 대한 정성적 데이터와 정량적 데이터를 결합하여 연구 문제를 해소하고자 하였다. 그리고 이를 통하여 소셜 로봇이 노인의 불면증, 우울증, 그리고 심지어 삶의 질에 미치는 효과가 사용 패턴에 따라서 서로 달라짐을 검증하였다. 본 연구에서 제시하는 실무적 시사점은 다음과 같다. 로그 데이터로부터 사용자의 상태나 라이프스타일에 관한 실제 행동들을 추출하였다. 이를 통하여 수많은 사용자 데이터들이 만들어지는 상황에서 의미있는 사용자 행동을 추출하는 방법론을 제시할 수 있다. 사용자의 육체적 심리적 상태에 따라 서로 다른 유형의 서비스를 제시할 수 있는 근거가 된다. 특히 사용자의 상태에 따라 달라지는 사용 패턴을 근거로 사용자에게 최적화된 서비스를 제공할 수 있는 정보로 활용할 수 있다. 마지막으로 소셜 로봇의 도입과 확산에 관한 정치적 의사결정에 있어서도 그 효과와 장기적 영향력을 검증하는데 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

활성탄소섬유(ACF)를 사용한 수돗물 내 총 트리할로메탄(THMs) 제거

유화인 忠南大學校 大學院 2013 국내석사

Activated Carbon fiber(ACF) was used to remove four kinds of trihalomethanes(THMs) from tap water which were by-produced during the chlorination of water. Adsorption capacity was investigated as a function of THMs concentration and solution temperature, and adsorption mechanism was studied in relating to the surface characteristics of ACF. All the four kinds of THMs were rapidly adsorbed on the surface of ACF by physical adsorption due to the enormous surface micropores and chemical adsorption due to the hydrogen bonds, showing a Langmuir type adsorption isotherm. Langmuir type is especially profitable for the adsorption of low level adsorptives. ACF might be very effective for the removal of THMs from tap water, because the THMs concentration is below 30 ㎍/L in tap water. The adsorption amount of THMs on ACF increased in order of the number of brom atom; chloroform, bromodichloromethane, dibromochloromethane, and bromoform. The strength of hydrogen bond increased as increasing the number of brom atom. The adsorption capacity of THMs on ACF can be enhanced by proper surface treatment of ACF.