In this paper, we develop a virtual experimental environment to investigate users’ eye gaze in human-robot social interaction, and verify it’s potential for further studies. The system consists of a 3D robot character capable of hosting simple interactions with a user, and a gaze processing module recording which body part of the robot character, such as eyes, mouth or arms, the user is looking at, regardless of whether the robot is stationary or moving. To verify that the results acquired on this virtual environment are aligned with those of physically existing robots, we performed robot-guided quiz sessions with 120 participants and compared the participants’ gaze patterns with those in previous works. The results included the followings. First, when interacting with the robot character, the user's gaze pattern showed similar statistics as the conversations between humans. Second, an animated mouth of the robot character received longer attention compared to the stationary one. Third, nonverbal interactions such as leakage cues were also effective in the interaction with the robot character, and the correct answer ratios of the cued groups were higher. Finally, gender differences in the users’ gaze were observed, especially in the frequency of the mutual gaze.

목적: 본 연구의 목적은 조준운동의 개시 후에 목표위치가 변화되는 상황에서 초기 목표지점에 대한 주시점 고정과 변화된 목표지점으로의 주시점 이동이 안구운동패턴과 조준의 정확성에 미치는 영향을 분석함으로써 목표에 대한 주시점 고정의 역할을 연구하는 것이다. 방법: 10명의 오른손잡이 여자 대학생이 피험자로서 실험에 참여하였다. 피험자는 세 가지 과제조건(목표고정, 주시점 고정, 주시점 이동)에서 다섯 지점에 위치한 목표를 향해 무작위로 각각 10회씩 총 150회의 조준운동을 수행하였다. 피험자가 과제를 수행하는 동안 눈과 손의 운동패턴을 측정하였으며, 측정된 자료로부터 조준운동과 안구운동의 정확성과 일관성, 그리고 조준운동과 안구운동의 관계를 계산하였다. 결과: 주시점 고정 조건에서, 손과 주시점의 반경오차는 초기 목표지점과 새로운 목표지점 사이의 거리가 증가함에 따라 증가하였다. 새로운 목표에 대한 단속성안구운동의 잠복기는 주시점 고정 조건보다 주시점 이동 조건에서 더 지연되었다. 반면 목표에 접촉하기 전에 주시점이 고정된 기간은 주시점 이동 조건 보다 주시점 고정 조건에서 더 긴 것으로 나타났다. 목표 고정 조건과 주시점 이동 조건에서는 동작 종료 시점에서의 철필과 주시점 간격이 목표지점 사이의 차이를 보이지 않았으나, 주시점 고정 조건에서는 초기 목표지점과 새로운 목표지점 사이의 거리가 증가할수록 커지는 것으로 나타났다. 결론: 이러한 결과는 조준운동시의 주시점 고정이 사지가 도달해야 할 공간적 좌표를 명시함으로써 손의 운동을 위한 공간적 참조기준으로 작용할 수 있음을 시사한다.

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.

본 실험의 목적은 주시점의 방향이 다양한 위치에서 제시되는 목표자극에 대한 반응시간과 동작시간, 그리고 안구운동패턴에 미치는 영향을 분석함으로써 조준운동을 위한 시각적 정보처리과정의 효율성 증진 방안을 연구하는 것이다. 12명의 피험자들이 여섯 가지 주시점 방향 및 네 가지 목표지점 조건에서 조준운동을 수행하였으며, 각 반응마다 반응시간과 동작시간, 그리고 안구운동패턴을 측정하였다. 다양한 과제상황에서 측정된 반응시간은 주시점 조건에 따라 달라졌으며, 초점시 조건에서 가장 빠르게 나타났다. 목표지점을 예측할 수 없었던 주변시 상황에서의 반응시간은 주시점-하 조건에서 가장 느린 것으로 밝혀졌다. 동작시간 역시 초점시 조건에서 가장 짧았으며, 주시점-하 조건에 비해 주시점-우 조건에서 더 짧은 것으로 밝혀졌다. 안구운동의 범위와 기간, 그리고 반응이 개시된 시점으로부터 안구운동이 종료된 시점까지의 기간은 주시점으로부터 목표지점까지의 간격이 커질수록 증가되었다. 이러한 결과는 예측불가능한 지점에서 제시되는 목표자극에 대한 정보처리는 주변시 및 초점시 체계 양자를 통해 지속적으로 이루어지며, 과제수행과 관련된 정보처리의 효율성은 주시점 방향과 목표지점 사이의 간격보다는 목표배열에 대한 주시점의 방향에 더 의존함을 시사한다.