본 연구는 CAVE 시스템과 Arm-Master를 이용해 가상 제품의 프로토타이프를 평가할 때 효과가 있을지에 대한 실험적 검증을 하는 것을 목표로 하였다. 이를 위해 CAVE 시스템 상에 가상의 냉장고를 포함한 가상 주방을 모델링하였다. 실험에는 6명의 남자, 6명의 여자 피실험자들이 참여했는데, 3가지 서로 다른 형태의 냉장고 도어 그립과 가상 냉장고 도어를 열고 닫기 위한 힘의 크기 2개에 의한 조합인 6가지 실험조건에 대해 물건을 냉장고에 넣고 꺼내는 작업을 수행하도록 했다. 각 실험이 끝나면 피실험자들은 도어 개폐의 용이성, 도어 조작시의 힘과 실제 힘과의 유사성, 전반적인 현실감에 대한 평가 설문에 응답하도록 했다. 실험 결과 평균치를 기준으로 통계적으로 유의한 차이는 아니나 수직형의 도어 그립이 개폐용이성 등에서 상대적으로 좋은 평가를 받았다. 또한 힘의 크기에 있어서 피실험자들은 5N을 15N에 비해 좋은 평가를 하였다. 그러나 예상 외로 성별 간에 통계적으로 유의한 차이가 나타났는데, 이는 여자들의 경우 Arm-Master를 조작하는 데 더 큰 어려움을 겪었기 때문으로 풀이된다. 앞으로도 기술적 측면에서 Arm-Master가 더욱 개선되어야만 디자인 평가 과정에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

본 연구에서는 가상현실사용자들이 모션베이스를 사용함에 따라 가상현실에 대한 평가가 어떻게 달라지는지를 조사하였다. 33명의 피험자를 대상으로 모션베이스 평가설문과 자기보고를 통해 가상현실에서의 현실감, 재미, 멀미감을 조사하고 가상주행 전, 중, 후에 내장근전위, 피부전도도, 말초체온, 말초혈류량, 심박률, 눈 깜박임의 생리신호를 측정, 분석함으로써 모션베이스 유무에 따른 심리ㆍ생리적인 변수들에서의 차이를 알아보았다 모든 피험자는 2주 간격으로 모션베이스 사용조건과 모션베이스를 사용하지 않는 조건에서 두 번 가상현실을 경험하였다. 가상현실에 대한 현실감, 재미항목에서 모두 모션베이스를 사용한 조건이 높은 점수를 나타냈다. 또한 모션베이스를 사용한 조건에서 멀미보고수가 감소하는 경향이 나타났다. Tachyarrythmia의 상대파워 변화량과 PPG 최대진폭의 평균변화량 비교는 모션베이스를 사용한 가상현실 조건이 생리적인 요동을 적게 일으키는 것으로 나타났다 이러한 결과들은 시각제시기와 동기화된 모션베이스를 도입함으로써, 가상현실에 대한 현실감은 높이면서 멀미감은 줄일 수 있다는 가능성을 보여준다.

범용 가상환경 프레임워크 NAVER를 제안하고, 이를 케이브기반 가상현실환경에 적용하여 자동차 시제품 평가 실험에 활용한 사례를 소개한다. NAVER는 다양한 가상현실 어플리케이션을 구현하기 위한 가상환경 프레임워크로, 확장성이 뛰어나고 재구성이 가능하다 NAVER는 Render Server, Control Server, 그리고 Device Server로 구성되어 있으며, 각 서버는 네트워크로 상호 통신하여 각각의 기능을 수행한다. NAVER는 XML 기반 스크립팅 언어를 지원하여 사용자가 자유롭게 가상환경의 여러 가지 객체와 인터랙션을 정의할 수 있도록 설계되었다. NAVER를 케이브 기반 가상현실환경에 적용하여 자동자 시제품평가 실험에 활용하였다. KIST의 케이브 기반 가상현실 환경은 4면의 정방형 스테레오 디스플레이 장치, 햅틱 암마스터 장비, 3차원 음향장비 등으로 구성되어 있어, 사용자에서 시각적인 측면에서 뿐만 아니라 촉각, 청각과 같은 여러 가지 측면에서 다중현실감을 제시할 수 있다. 자동차 시제품 평가 실험을 통하여 사용자가 실제 자동차가 아닌 가상의 자동차 시제품을 관찰하고, 만져보고, 주행해 봄으로써 더욱 높은 몰입감과 현실감으로 자동차 조작장치의 조작성을 평가할 수 있음을 입증하였다.

가상환경시스템은 매우 현실감 있는 정보를 제공할 수 있다는 점에서 산업, 의료, 교육훈련 등에 널리 사용되고 있다. 그러나 아직 많은 가상환경 시스템에서 부정적 요인으로 멀미, 시각피로, 방향감각 상실로 대표되는 cybersickness중세를 수반하고 있어 그 사용과 확산에 제약이 되고 있다. 이러한 cybersickness문제에 대응하기 위해서는 우선 이것을 객관적으로 측정, 평가할 수 있는 방법의 개발이 필요하다. 이러한 방법들 중의 하나로 신체동요의 정도를 평가 지표로 사용할 수 있다. 이번 연구에서는 45 명의 피실험자들을 대상으로 가상현실 운전시뮬레이터를 운전하기 전과 후의 신체동요 정도를 힘판(force platform)을 이용해 측정하였다. 특히 본 실험에 사용된 가상현실 운전시뮬레이터는 피실험자에게 운동판(motion platform)을 이용해 운동감을 제공할 수 있었고, 피실험자의 멀미 현상이 검지되면, 시야각을 1/3로 줄여주는 멀미 완화 피드백(feedback) 시스템이 연결되어 있었다. 그래서 motion의 제공여부와 feedback의 제공 여부도 실험의 독립변수로 추가하였다. 실험 결과, 가상현실 체험 후 유의한 차이는 아니나 피실험자들의 신체동요가 약간 증가하는 것이 관측되었다. motion과 feedback에 대한 분석에서는, 유일하게 motion을 제공하는 것이 제공 안할 때에 비해 좌우 방향의 신체동요가 더 적어지는 것으로 나타났다. 신체동요를cybersickness의 지표로 사용하기 위해서는 추후연구가 더 요청된다.

이전 연구에서 가상현실에 몰입하는 동안 넓은 시야(field of view : 150˚)와 빠른 운행속도(70km/sec)가 사이버 멀미를 심화시킨다는 결과를 얻었다. 피험자의 90%가 좁은 시야(50˚)와 느린 운행속도(30km/sec)에서 사이버멀미 증상이 적었다. 본 실험에서는 피험자가 생리적인 동요를 경험할 때마다 바이오피드백 방법을 사용하여 사이버 멀미 감소 가상환경(cybersickness alleviating virtual environment ; CAVE)을 제시한 후, 그 효과를 관찰하였다. 피부전도도, 말초체온, 말초 혈류량, 심박률, 눈 깜박임, 뇌전위의 변수들을 입력하는 인공 신경망으로 구성된 실시간 멀미 탐지 시스템과 CAVE-제시 피드백 시스템을 구축하였다 이 시스템들은 생리적 측정치들이 사이버 멀미의 출현을 신호할 때마다 피드백 출력으로 좁은 화면과 감소된 운행속도를 일시적으로 제공하였다. 36명의 피험자를 대상으로 SSQ(simulator sickness questionnaire)와 자기보고를 이용하여 사이버 멀미의 빈도와 심각도를 조사하였다. 모든 피험자는 한달 간격으로 CAW 조건과 non-CAYE 조건에서 두 번 가상현실을 경험하였다. 사이버멀미의 빈도와 심각도는 non-CAVE 조건보다 CAVE 조건에서 유의미하게 감소하였다. 즉, 전기 생리학적 특징들에 기반한 인공 신경망에 의해 제공된 좁은 시야와 느린 운행의 가상환경은 사이버 멀미 증상들을 감소시켰다 이러한 결과들은 생체신호 피드백 시스템을 이용하여 인간 친화적 가상환경을 구축할 수 있는 가능성을 보인 것이다.

본 연구는 가상현실을 이용하여 교통사고 후 경험하게 되는 불안감 및 공포감과 같은 심리적인 후유장애에 대한 치료 프로그램을 개발하기 위한 예비연구로 수행되었다. 가상현실을 통한 교통사고 후유장애 프로그램의 핵심내용이 되는 운전주행 시나리오의 효과를 검증하고, 이완훈련 등의 불안감소 훈련의 효과를 피험자를 통해 검증해 보았다. 총 8명의 피험자(정상인 7명, 교통사고 환자 1명)를 대상으로 세 가지 주행상황 시나리오를 제시하고, 이후 이완훈련을 실시하였다. 그 결과 이완훈련 후 유의미한 불안감소 효과가 나타났다. 하지만 각각의 주행상황에 따라서 불안이 증가되는 경향성은 나타났으나 통계적으로 유의미한 수준에 이르지는 못하였다. 이를 종합하여 볼 때, 주로 정상인을 대상으로 한 연구임에도 불안유발 경향성이 나타난 점은 고무적이나 교통사고자를 대상으로 한 경험적인 증명이 필요하며, 가상현실을 이용한 이완훈련은 효과적인 것으로 판명되었다.

The UPnP is middleware architecture that supports dynamic distributed computing environment. It has many good features for possible use as middleware in robot system integration. There is a need for bulky binary data transmission between distributed robot S/W components. Since the UPnP utilizes SOAP protocol for message transmission, however, it is not efficient to send bulky binary data. In order to overcome this weak point, this paper proposes UPnP-MTOM, MTOM (Message Transmission Optimization Mechanism) implementation over UPnP, as an efficient way for bulky binary data transmission with UPnP messages. This paper presents our implementation method and experimental results of the UPnP-MTOM implementation.