자동차에서 배출되어지는 NO2(또는 TSP)에 대한 환경영향평가는 사람들의 건강과 환경보존의 관점에서 그 지역의 거주자를 위해서 필요한 것이다. 환경영향평가 수행을 위한 필드 조사에서, 수치모의를 위해서 정확한 농도가 계산되어지고 기상 데이터는 관측되어진다. 수치모의를 하기 위한 배경농도를 결정하기 위해서, NO2(또는 TSP)의 연평균농도는 Puff-Plume 모델을 이용하여 계산되어진다. 만약 계산된 결과들이 환경에 영향을 미치게 되면, 이 결과는 환경보존활동에 고려되어야만 한다. 본 시스템은 이러한 환경영향평가를 예측과정을 손쉽게 할 수 있도록 개발되었다. 또한 이 시스템은 인터체인지와 터널 입구 등과 같은 특수한 도로를 제외한 일반도로에서 배출되는 대기오염의 농도를 예측하고자 하는 사용자를 위하여 제공되어진다. 또한, 이 시스템은 농도의 계산뿐만 아니라 결과를 그래프로 나타내는 기능도 포함되어 있다. 이 시스템을 이용함으로써 직업프로그래머가 아닌 초보자인 사용자일지라도 여러 가지 계산결과 및 결과 그래프를 간단하게 얻을 수 있다.

본 연구는 일반 컴퓨터 게임과 뇌파를 이용한 바이오피드백 게임의 수행에 따른 뇌파의 변화를 비교하고자 하였다. 뇌파는 게임을 수행하는 동안 변화된 slow alpha파와 fast beta파의 relative power change를 실시간으로 분석하였다. slow alpha파와 fast beta파만을 분석한 이유는 두 뇌파 유형이 시시각각으로 변하는 게임 상황에서 수행자의 정신활동을 잘 반영하는 것으로 고려되었기 때문이다. 두 가지 게임을 수행 전반기와 후반기로 나누어 안정기와 비교하여 변화된 뇌파를 비교, 분석한 결과, 전반적으로 뇌파 게임은 수행 전반기에 비해 후반기에 slow alpha파가 증가하였고, 이와는 반대로 컴퓨터 게임은 전반기에 비해 후반기로 갈수록 fast beta파가 증가하였다. 특히 이러한 변화는 F3, Fp2, 그리고 T4 부위에서 두드러지게 관찰되었다. 이는 뇌파게임이 일반 컴퓨터 게임에 비해서 안정된 정서를 발달시킬 수 있다는 가능성을 시사한다.

현대의 시스템들이 가지는 고기능화와 자동화로 인하여 인간의 운용 능력이 점점 더 중요한 능력으로 부각되고 있으며, 이는 사용자가 경험하게 되는 인지넉 복잡도를 제어하는 것을 요구한다. 본 연구에서는 사용자 인터페이스에서 사용자가 경험해야 하는 인지적 복잡도를 스키마 구조를 반영하여 정량화하는 엔트로피 모형(윤완철, 1992)을 적용하여 사용자가 겪게 될 인지적 복잡도를 예측하는 척도가 제안되었으며 실험적으로 검증되었다. 엔트로피와 시스템 크기-조작의 수와 상태의 수-가 각각 다른 세 가지 인터페이스 (엔트로피가 낮고 작은 크기의 인터페이스, 엔트로피가 높고 작은 크기의 인터페이스, 엔트로피가 높고 큰 크기의 인티페이스) 중의 하나를 사용하는 것을 피험자이 학습하고, 이에 대해 검사를 받았다. 제안된 척도인 시스템 엔트로피는 사용자 수행도를 잘 설명하였지만, 시스템의 크기는 그러하지 않았다. 본 연구는 사용자가 겪게 될 인지적 복잡도를 평가자의 주관이 개입하지 않는 방법을 통하여 평가할 수 있음을 보인 것으로 가전제품이나 스프트웨어의 디자인의 평가와 개선 등 인간의 인지적 복잡도가 사용성에 중요한 영향을 미치는 분야에서 유용하리라 여겨진다.

현재 또는 근미래에서도 인간의 삶에 가장 유용하고 풍요로운 삶을 제공해주는 운송수단인 자동차는 사용자 편의를 위해 지속해서 디자인과 기술의 혁신을 진행하고 있다. 사용자 중심 디자인은 기업과 사용자와의 커뮤니케이션의 매체로 사용자가 다양한 사용법을 배우고 다루기 쉽도록 적절한 인지적인 언어를 제공하여 사용상의 실수와 오작동을 줄이는 요소를 가지고 있다. 이러한 상호작용을 적용하여, 직관적인 디자인과 혁신적이며 창의적인 아이디어를 적용한 자동차 인테리어 디자인을 제안하여 미래적인 디자인의 발전을 목표로 연구를 진행하였다. 따라서 본 연구는 사용자의 편리를 위해 사장 심혈을 기울여야 할 자동차의 인테리어 디자인 개발을 위하여 자동차 디자인에서 필수적인 UI Design 개념을 적용하여 연구하였다. 자동차 인테리어 디자인의 키워드를 도출하고 디자인 개발 프로세스에 맞추어 디자인 아이디어, 스케치, 렌더링까지의 연구를 제안하는 것이다. 본 연구를 통하여 다양한 계층을 대상으로 디자인해야 하는 자동차의 기본 개념을 위하여 계 층별 사용자 인터페이스(User Interface) 방향을 분석하고 이를 기반으로 하여 최종 디자인 안을 제시하고 향후 근미래의 자동차 인테리어(Car Interior) 디자인에 새로운 방향을 제시하고자 한다.

본 연구는 운전자가 자율주행자동차로부터 신뢰감을 형성할 수 있는 인터페이스 디자인 구성요소의 추출에 그 목적이 있 다. 또한 추출된 디자인 구성요소의 지각이 밀레니엄 세대와 뉴 실버 세대 간의 차이를 평가하였다. 자율주행자동차의 신뢰 감을 2차 구성개념으로 정의하여 심성모형과 전문가/전문지식, 공통목적, 교육, 의인화, 피드백, 인과관계 정보, 그리고 에러 정보를 포함하는 8개의 1차 구성개념을 추출하였다. 이해타당도를 평가하기 위하여 설문조사 데이터(N=548)에 대한 확인적 요인분석을 수행하였다. 평가결과, 심성모형과 전문지식, 공통목적, 의인화, 피드백, 인과관계/에러 정보를 포함하는 6개의 1차 구성개념은 2차 구성개념인 신뢰감을 설명할 수 있는 것으로 조사되었다. 다중집단분석 결과, 뉴 실버세대에게는 의인화와 인과관계/에러정보가 밀레니엄 세대와 비교하여 신뢰감 형성에 보다 큰 기여를 하는 것으로 평가되었다. 이와는 반면에, 밀레니엄 세대에게는 심성모형과 전문지식, 공통목적, 그리고 피드백이 신뢰감 형성에 보다 높은 영향을 미치는 것으로 나타났다.

To fly a drone or unmanned aerial vechicle(UAV) safely, its pilot needs to maintain high situation awareness of its flight space. One of the important ways to improve the flight space awareness is to integrate both the global and the local navigation map a drone provides. However, the drone pilot often has to use the inconsistent reference frames or perspectives between the two maps. In specific, the global navigation map tends to display space information in the third-person perspective, whereas the local map tends to use the first-person perspective through the drone camera. This inconsistent perspective problem makes the pilot use mental rotation to align the different perspectives. In addition, integrating different dimensionalities (2D vs. 3D) of the two maps may aggravate the pilot’s cognitive load of mental rotation. Therefore, this study aims to investigate the relation between perspective difference (0°, 90°, 180°, 270°) and the map dimensionality matches (3D-3D vs. 3D-2D) to improve the way of integrating the two maps. The results show that the pilot’s flight space awareness improves when the perspective differences are smaller and also when the dimensionalities between the two maps are matched.

오늘날, 가상현실의 대표적 구현장치인 HMD를 활발하게 활용하는 분야는 게임이다. HMD기반가상현실 게임의 사용자 인터페이스에 메타포를 활용한 디자인이 빈번하게 활용되고 있다. 본 연구의 목적은 새로운 매체인 HMD디바이스의 가상현실 FPS장르 게임 인터페이스에서 나타나는 메타포 유형을 도출함으로써 해당 인터페이스가 메타포를 적절히 활용하여 사용자에게 올바른 심성모형을 생성하고 있는지 사례분석을 통해 알아보는데 있다. 연구 결과 다수 인터페이스에서 공통적으로 나타나는 메타포 유형은 정보 지각 측면에서 조작, 예측, 친숙화, 물리적 세계 메타포로 나타났으며 조작 행동 측면에서는 예측성, 친숙화 메타포로 나타났다. 이는 사용자의 일반적 경험과 지식을 통한 올바른 심성모형 구축이 가능하다고 판단된다. 그 외 사용자의 실수를 방지하기 위한 안정성 메타포, 정보 공간의 정체성을 나타내는 제시 메타포의 사용이 앞으로 필요할 것으로 보인다.

최근 가상현실 기술의 발전으로 가상의 3D 객체와 자연스러운 상호작용이 가능하도록 하는 사용자 친화적인 손 제스처 인터페이스에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 대부분의 연구는 단순하고 적은 종류의 손 제스처만 지원되고 있는 실정이다. 본 논문은 가상환경에서 3D 객체와 보다 직관적인 방식의 손 제스처 인터페이스 방법을 제안한다. 손 제스처 인식을 위 하여 먼저 전처리 과정을 거친 다양한 손 데이터를 이진 결정트리로 1차 분류를 한다. 분류된 데이 터는 리샘플링을 한 다음 체인코드를 생성하고 이에 대한 히스토그램으로 특징 데이터를 구성한다. 이를 기반으로 학습된 MCSVM을 통해 2차 분류를 수행하여 제스처를 인식한다. 본 방법의 검증을 위하여 3D 블록을 손 제스처를 통하여 조작하는 ‘Virtual Block’이라는 게임을 구현하여 실험한 결 과 16개의 제스처에 대해 99.2%의 인식률을 보였으며 기존의 인터페이스보다 직관적이고 사용 자 친화적임을 알 수 있었다.

PC시대에 키보드와 마우스로 대표되던 사용자 인터페이스(User Interface)는 스마트기기의 보급 확대와 센서 및 제어 기술 의 발달, 인터랙션(Interaction)의 증가에 따라 멀티 터치, 음성, 동작 인식 등 다양한 형태로 진화하고 있다. 도구에 의한 사용성의 제약에 따라 터치스크린과 음성인식이 적용된 기기의 보급이 확대되고 있으며 눈, 몸동작, 손동작 등의 입력수단 의 활용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그중 아이트래킹(Eye Tracking)기술은 홍채를 인식하여 졸음운전의 판단이 나 눈동자의 좌표계를 통한 시각장애인의 비접촉식 마우스 작동, 응시 위치의 추적을 통한 사용자 인터페이스 연구 등의 분야에 활용되고 있다. 사람의 인지 능력은 시각에 많은 것을 의존하고 있다. 시선에 대한 연구는‘심리학’, ‘인지 언어학’등 여러 학계에서 활발하게 진행되고 있다. 시선을 추적하기 위해서는 인간의 시각적 활동을 연구해야 하는데, 모든 시각적 활동은 일차적으로 정보의 유입이 우선된다. 시선의 고정(Fixation), 순간적 이동(Saccade), 시선추적(Gaze Pursuit), 주시 경로(Gaze Path)등의 아이트래킹 데이터의 분석은 광고, 제품, 마케팅, 시각정보디자인 등의 다양한 분야에 활용되어 왔다. 그러나 아이트래킹 장비의 운영이 복잡하고 데이터의 분석이 난해하며, 일부 전문가들에 의해 운영되고 있어 그 활용이 특 정기업이나 대학 등에 한정되어 있다, 본 연구에서는 중소기업이나 디자인기업에서 아이트래킹(Eye Tracking)관련 연구를 위한 보급형 아이트래커(Eye Tracker)의 디자인개발을 제안한다.

스크린 스포츠 게임은 PC게임과 센서가 결합되어 사용자가 몸으로 직접 게임에 참여할 수 있게 개발된 체감형 게임이다. 2000년대에 크게 유행했던 스크린골프에 이어 2016년부터 스크린야구의 유행이 시작되고 있다. 현재 출시된 게임들은 대부분 전통적인 PC게임의 인터페이스를 채용하고 있 다. 그러나 스크린야구의 구질 선택에 있어서 사용자로 하여금 좀 더 직관적으로 조작할 수 있도록 하는 방법이 요구되고 있다. 본 연구에서는 게임과 독립된 키오스크를 활용함으로서 사용자로 하여 금 게임의 흐름을 방해하지 않고 게임에 대한 자연스러운 개입을 가능하게 하고 있다. 이와 같이 키오스크를 이용한 인터페이스는 결과적으로 게임에 대한 몰입감을 증대시키게 된다.

본 논문은 게임을 수행하는 개별 사용자의 특별한 행동 탐지를 효율적으로 수행하는 시스템 을 제안한다. 제안하는 시스템은 일반적인 게임 플레이 환경에서 비 침투적 방법을 통해 포착 가능한 사용자 특징과 반복적인 패턴에 기반을 두어 특이 행동 탐지를 한다. 본 논문에서는 표 정과 사용자 움직임과 같이 관찰되는 자료를 분석하기 위해 카메라를 사용했다. 게다가 반복 행동 탐지를 위해 게임 사용자로부터 멀티 모달 데이터를 사용하여 고차원의 행동 분석하기 위 해 사용했다. 특이 행동 탐지에 효과적인 Support Vector Machine 을 사용했으며, 특이 행동 탐지 수행의 유용성을 평가하여 약 70% 확률로 탐지하는 이상 행동 탐지 재현율을 보였다. 또 한 반복 행동 분석이 가능함을 보였다. 제안된 기법을 사용하였을 때 PC 환경에서 제공하는 모 든 콘텐츠의 분석에 대한 피드백과 정량화하는데 도움이 될 수 있다.

동작 인식 게임용으로 개발된 키넥트는 2011년 SDK가 공개되면서 게임뿐 아니라 과학, 교육, 의료 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 키넥트는 사용자 움직임에 대한 반응 속도가 늦고, 인식 데이터들에 노이즈가 많으며, 신체 일부분이 가려지면 추적할 수 없다는 문제점을 안고 있다. 이러한 플레이 환경의 특수성으로 대부분 게임에서는 키넥트 설치 위치나, 자세 교정과 같은 불편함을 요구한다. 본 연구에서는 키넥트를 이용한 게임에서 플레이어에 대한 요구 사항을 최소화하면서 노이즈와 같은 예외상황에 대처하고 일관된 동작 처리가 가능한 인터페이스 설계 방법을 제안하며, 실험을 통해 키넥트를 이용한 게임 개발 시 고려해야 할 지연 시간을 제시한다.

최근 스마트 기술의 발전과 함께 스마트 러닝이 대두되면서 영어교육 분야에서도 디지털콘텐 츠의 활용이 점차 활성화되고 있다. 이러한 상황을 고려했을 때, 향후 영어교육에서 활용되는 디지털 콘텐츠로 게임이 부각될 것으로 예상된다. 본 연구는 영어교수학습 활동에 적절하게 활 용할 수 있는 게임의 인터페이스는 어떤 것들이 있는지 살펴보고자 하였다. 이를 위해 각 게임 장르 별 대표게임을 선정하고 해당 게임의 플레이 과정을 분석하여 가장 많이 활용되는 인터페 이스를 도출한 다음, 해당 인터페이스의 언어적 특성을 분석해 보았다. 그리고 인터페이스 분석 결과와 영어교수학습 방법의 특성을 종합하여 교수학습 방식에 따라 활용 가능한 게임 인터페 이스를 제시해 보았다.

뇌파 및 심전도 생체신호를 복합적으로 이용한 감정인식을 통한 실시간 사용자 인터페이스를 제안한다. 기존에 뇌파를 통한 감정인식의 문제점이었던 낮은 정확도를 개선하기 위해 뇌파의 Theta, Alpha, Beta, Gamma의 상대파워 값과 심전도의 자율신경계 비율을 혼합하는 복합 생체 신호 감정 인식 시스템을 개발했다. 기쁨, 공포, 슬픔, 즐거움, 화남, 혐오에 해당하는 6가지 감 정을 인식하기 위해 사용자별 확률 값을 저장하는 데이터 맵을 생성하고, 채널에 대응하는 감 정 인식의 정확도를 향상시키기 위해 가중치를 갱신하는 알고리즘을 제안한다. 또한 뇌파로 구 성된 단일 데이터와 뇌파/심전도 생체신호 복합 데이터의 실험 결과를 비교한 결과 23.77%의 정확도 증가를 보였다. 제안된 인터페이스 시스템은 높은 정확도를 통해 게임 및 스마트 공간 의 제어에 필요한 인터페이스로 기기에 활용이 가능할 것이다.

본 논문은 기존 립모션 장비에 홀로그램과 햅틱 장비를 결합함으로써 향상된 몰입감과 사용 용이성을 제공할 수 있는 사용자 인터페이스를 제시한다. 립모션은 사용자 손동작의 물리적 행 동이 직접 가상의 화면상에 영향을 주는 장치인데, 화면상의 가상 손모양을 제어해야 한다는 점과 가상환경에서의 영향을 사용자에게 전달할 수 없다는 한계를 가진다. 우리는 홀로그램을 립모션과 결합시켜 사용자로 하여금 실제 손과 가상 화면을 같은 공간에 배치함으로써 몰입감 을 향상시킨다. 아울러 사용자의 손에 촉각을 전달할 수 있는 햅틱 장비를 장착하여 감각의 상 호 작용을 실현하는 프로타입을 제시한다.

This paper introduces a graphical user interface design that is aimed to apply to the surveillance and security robot, which is the pilot program for the army unmanned light combat vehicle. It is essential to consider the activities of robot users under the changing security environment in order to design the efficient graphical user interface between user and robot to accomplish the designated mission. The proposed design approach firstly identifies the user activities to accomplish the mission in the standardized scenarios of military surveillance and security operation and then develops the hierarchy of the interface elements that are required to execute the tasks in the surveillance and security scenarios. The developed graphical user interface includes input control component, navigation component, information display component, and accordion and verified by the potential users from the various skilled levels with the military background. The assessment said that the newly developed user interface includes all the critical elements to execute the mission and is simpler and more intuitive compared to the legacy interface design that was more focused on the technical and functional information and informative to the system developing engineers rather than field users.