목적 : 본 연구에서는 HMD VR을 사용해 발생한 사이버 멀미와 양안시 기능이 상관관계를 보이는지 알아보고 자 하였다. 방법 : 근거리 시력에 무리가 없는 20~40대 성인 52명을 대상으로 VR 콘텐츠 이용 전 양안시 기능을 측정하기 위해 수평사위도, 조절 근점, 폭주 근점, 양안조절용이성, 입체시, 상대조절력검사를 시행하였다. 광학 흐름 요소로 구분한 세 가지 VR 콘텐츠를 선정하여 대상자에게 사용하도록 하고 Virtual reality sickness questionnaire을 통해 VR 콘텐츠 이용 전과 후의 사이버 멀미를 측정하였다. 양안시 기능과 사이버 멀미에 대한 상관분석을 실시하 였다. 결과 : VR 콘텐츠 사용 후 콘텐츠 T와 R은 모든 항목에서 사이버 멀미(p<0.001)는 유의하게 증가하였다. 콘텐츠 B의 안구운동에서는 유의한 차이가 없었다. 상관분석에서는 근거리 사위가 콘텐츠 T의 방향감각상실(p< 0.050), 전체 VRSQ(p<0.050)와 음의 상관관계를 보였으며, 콘텐츠 R의 안구운동불편(p<0.050)과 유의한 상관관 계가 나타났다. 양안조절용이성은 콘텐츠 T의 전체 VRSQ(p<0.050)와 양의 상관관계를 보였다. 이 외에 다른 양안 시 기능은 사이버 멀미 요인과 유의한 상관관계를 보이지 않았다. 결론 : 양안시 기능은 사이버 멀미와의 결과로 사용자의 개인적 특성이나 양안시 기능 자체가 사이버 멀미에 미 치는 영향보다 3D를 구현하는 콘텐츠의 광학 흐름 요소가 미치는 영향이 더 높다는 것으로 사료된다. 향후 연구에 서는 VR 콘텐츠의 시각 요소와 시지각에 대한 요소가 고려되어야 할 필요성이 있는 것으로 사료된다.

증강현실은 가상현실과는 구별되는 개념으로, 실제 세계와 가상 세계의 요소가 혼합된 상호작용 환경이다. 본 연 구는 가상현실 또는 일상에서 노출될 수 있는 일반적인 콘텐츠를 활용하여, 증강현실이 사용자 경험에 미치는 영향 을 검증하였다. 본 연구에서는 증강현실 사이버 멀미를 유발하기 위해서 조건에 따라 증강현실 노출 시간과 콘텐츠 의 움직임 속도를 조작하였다. 실험 과정에서 참가자는 증강현실 기기를 120분 동안 착용하고 30분씩 시뮬레이션 레이싱 게임을 시청하며 색 변화 탐지 과제를 수행하였고, 그로 인해 유발된 주관적인 불편감을 SSQ 설문지를 이용 해 보고하였다. 실험 결과, 증강현실 노출 시간이 길어질수록 사이버 멀미는 점진적으로 증가하였으며 기기를 해제 한 후에도 사이버 멀미는 지속되었다. 하지만, 움직임 속도는 사이버 멀미에 미미한 영향을 미쳤다. 특히, 메스꺼움 증상과 방향 감각 상실 증상이 높게 유발되는 가상현실과는 다르게 증강현실은 안구 운동 불편감에 대한 보고가 높게 관찰되었다. 본 연구는 증강현실 경험이 가상현실 경험과는 구별됨을 보여주며, 증강현실 경험으로 유발될 수 있는 인체 영향성을 다면적으로 측정했다는 점에서 의의가 있다.

서로 다른 감각 정보의 불일치가 가상현실 멀미를 유발하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 트레드밀 기반의 가상현실 보행을 통해 감각 정보 일치의 멀미 완화 효과를 검증하고 나아가서 가상현실에서의 광학 흐름(optic flow) 단서에 의한 시각적 속도감과 트레드밀 보행을 통한 보행 속도감의 불일치가 멀미 완화 효과에 미치는 영향을 검증 하였다. 실험1에서는 트레드밀 보행의 멀미 완화 효과를 검증하기 위해 HMD를 통해 앞으로 이동하는 가상현실 체험을 하면서 가만히 서 있을 때와 트레드밀 보행을 할 때의 멀미 수준을 비교하였다. 실험 결과 가상현실 속에서 이동을 하며 트레드밀 보행을 할 때 더 적은 멀미를 느끼고 실재감과 몰입감은 증가하였다. 실험2와 실험3에서는 가상현실 속에서 이동하는 속도에 대한 시각적 속도감과 트레드밀 보행의 속도감을 조작해 두 속도감이 일치할 때와 불일치할 때의 멀미 수준을 비교하였다. 흥미롭게도 참가자들은 시각적 속도감이 보행속도감보다 빠르게 느껴지는 불일치 조건에서 일치조건보다 더 낮은 멀미를 경험하였다. 이와 같은 실험결과는 가상현실 속에서 이동할 때 시각적 정보와 일관되게 트레드밀 보행을 하게 하는 것이 가상현실 멀미를 완화시키지만 속도감의 일치가 필수적인 것이 아님을 시사한다.

가상현실 기술이 발전하면서 다양한 영역에서 여러 목적으로 활용되고 있다. 하지만 사용자로부터 메스꺼움, 어지러 움 등과 같은 멀미 증상에 대한 부작용도 함께 보고되고 있다. 이런 멀미 증상을 사이버멀미라고 말하며, 사용자에게 불편을 야기시켜 불쾌감과 스트레스와 같은 부정적 영향을 줄 수 있으며, 현재 사이버멀미의 발생 원인과 해결책에 관한 공식적인 표준이 없다. 본 연구에서는 이런 한계점을 극복하기 위해 정량적, 객관적 사이버멀미 평가법을 제안하였다. 10명의 20대 남성 대상으로 이동과 회전을 하는 가상현실을 경험하게 하면서 128채널의 뇌파를 측정하였다. 11개 영역에서 Delta와 Alpha 상대 파워를 계산하고, ROC curve를 통해 area under the ROC curve (AUC)가 가장 높은 값을 가지는 다중회귀모형을 도출하였다. 이렇게 도출한 다중회귀모형은 11개의 설명변수로 피험자가 응답한 사이버멀 미의 정도와 비교하여 95.1 % (AUC = 0.951)의 정확성으로 사이버멀미를 구분하는 것이 가능함을 알 수 있었다. 이러한 결과를 정리하면 본 연구에서는 128 채널의 뇌파를 통해 멀미에 대한 객관적 반응을 확인하였으며, 뇌의 특정부 위에서 반응이 있는 것으로 나타났다. 본 연구 결과와 분석법을 활용하면 추후 사이버멀미 관련 연구에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 멀미증상이 동공 리듬에 미치는 영향을 확인하는 것을 그 목적으로 하였다. 본 연구는 2D와 HMD를 통해 동일한 가상현실 콘텐츠를 실험참가자에게 15분 동안 경험하게 한 이후에 동공반응을 비교하였고 본 실험에는 16명(남자 8명, 여자 8명, 평균 나이: 25.67 ± 2.43세)의 피험자가 참여하였다. 연구 결과, 영상멀미를 경험한 이후에 동공 리듬이 불규칙한 패턴을 나타내었고 이것은 동공 크기(mPD) 및 동공 리듬의 편차(sPD)가 증가하는 결과로 확인되었다. 이러한 동공 반응의 결과는 인지부하와 밀접한 관련이 있고 영상멀미를 처리해야 할 시각 정보량의 증가 및 감각정보들 사이의 충돌 혹은 불일치로 인한 인지부하 현상으로 해석이 가능하다. 본 연구에서 제안된 방법은 기존의 센서 기반의 평가 방법에 비해 멀미 증상을 카메라 기반의 비접촉식으로 측정할 수 있는 가능성을 확인하였다.

본 연구에서는 고속으로 활주하는 선박의 승선감 향상 및 운항성능 특성 연구를 위해 30ton급 세관감시정의 측정위치에 따른 멀미도 해석을 수행하였다. 특히, 관공선내의 선원들은 유사시에 신속·정확한 판단이 요구되므로 측정위치에 따른 멀미도의 영향에 대한 연구가 필요할 것으로 판단하였다. 멀미도 평가는 ISO 2631-3(1985)을 기준으로 하였다. 평가 기준은 30분, 2시간, 8시간 이후 성인 100명 중 10명이 멀미를 한다 는 국제표준 지표이며 조우주파수와 수직가속도 성분으로 나타난다. 멀미도 해석은 Maxsurf Motion 모듈을 이용하였다. 30ton급 세관감시정은 고속활주형 선박의 특성을 갖기 때문에 선속에 따른 트림변화를 고려하였다. 입사각은 선체 전 방향에서의 영향을 고려한 범위로 선정하였다. 선 속의 경우 선박 운용상태(정박, 저속, 고속)을 고려하여 적용하였다. 측정위치의 경우 선원들의 주 활동 구역을 고려하여 선정하였다. 해석결과 멀미도의 영향은 30knot, 180°의 경우에 가장 크게 분석되었다.

전정안구반사(VOR; vestibulo-ocular reflex)는 머리가 움직이는 동안 안정된 망막상을 얻기 위해 일어나는 안구의 보상적 움직임이다. 망막정보와 전정신호가 감각갈등(sensory conflict)을 일으키면 멀미가 일어나며, VOR 이득(gain) 이 변한다는 것이 알려져 있다. 본 보고에서는 VOR을 측정할 수 있는 실용적이고 저렴한 시스템을 LabVIEW와 Arduino를 이용하여 구현하였다. 그리고 이 시스템을 사용하여 VOR의 특징적 변화를 두 가지 실험을 통해서 측 정하였다. 실험 1에서는 자기회전검사법을 이용하여 실험참가자(n = 4)의 수평 및 수직 전정안구반사의 특성을 살펴보았다. 실험 2에서는 가상환경 하에서 실험참가자(n = 8)가 정지된 화면을 볼 때와 사이버멀미(cybersickness)를 경험하는 3D 가상주행 영상에 노출되었을 때의 머리 움직임과 안구 운동을 측정하였다. 그 결과, 가상주행을 경험할 때 특징적인 머리 움직임과 안구 운동이 측정되었다. 본 보고에서 소개한 전정안구반사 측정 시스템은 가상환경에서의 사이버멀미 경감을 위한 심리생리학적 연구에 기여할 수 있을 것이다.

The theory of visuo-vestibular conflict is the most commonly accepted to explain motion sickness. Visual, vestibular and proprioceptive afferences are in involved in balance control and this function can be improved by physical and sport activity. The purpose of the present survey was to investigate the relationships between motion sickness susceptibility in elite gymnastic & figure skating player physical activity and especially acrobatic exercise. We quantified vestibular-ocular reflex(VOR) in intensity in 7 figure skating and 7 age matched control subjects. Sensory organization test were by posturography in neuroCom EquiTest and vestibular stimulation consisted of four cycles of sinusodial rotation(.01, 04, .16, .64Hz, 60°/s) and was tested by system 2000 micromedical, Chatham, IL. The results of the study were as follow: The results are as follow. Balance score in condition 5, 6 were significantly higher than control. During sinusodial stimulations, the skaters’VOR, as compared with that of the controls, demonstrated a gain that significantly lower(p<.01), than in control one. Quantitative alterations in VOR parameters observed in gymnastic and figure skaters probably result from vestibular habituation induced by repeated unusual stimulations when practicing.

In order to deduce an objective evaluation method of motion seasickness incidence (MSI) by ship motions during underway in irregular waves and to present the fundamental data of passenger comfort on the yacht and the passenger ship according to the result, the MSI of the trainees by the questionnaires was analysed and compared with the rate of variation of salivary a -amylase activity (VSAA) on the training ship "A-ra ho" of Jeju national university. Relationship between rate of variation (x) by salivary a -amylase activity and motion seasickness incidence (y) was described by the equation, MSI(%) = 0.6073 x + 12.189 including the correlation coefficient (R 2 = 0.9853). The result obtained through the rate of variation of salivary a -amylase activity which was the quantitative evaluation method for ship motions causing seasickness was most affected by z-vertical acceleration and occurred within the frequency range 0.1 to 0.3Hz centered on 0.2Hz, and the simulation result based on this finding showed the motion seasickness rate at approximately 4% lower than the rate obtained through the survey.

본 연구에서는 선박의 우수한 운항 성능과 쾌적한 승선감의 확보를 위해, 부경대학교 실습선인 가야호를 대상으로 해상상태, 선수 각 조건, 선속, 그리고 선내 위치별로 수행된 뱃멀미 발현에 관한 5차에 걸친 설문조사 결과와 선체운동해석법(Strip Method)에 기초한 수치계산을 통해서 얻은 계산결과를 비교, 분석하였다. 이를 통해 많은 수의 학생이 승선하는 실습선의 거주구역 배치에 대한 타당성 검증과 함께 항해 중 멀미도를 낮출 수 있는 침로와 선속의 결정에 도움이 될 것이다. 본 연구에 의하면 해상상태가 거칠수록 전체 멀미비율이 높게 나타났으며, 선내 위치별로는 선체의 중량중심에서 멀리 떨어져 있는 선교와 거주구역에서 수직가속도의 가중치가 높았고 멀미비율도 높게 나타났다. 그리고 선수파에 비해 횡요시 수직가속도의 가중치가 높게 나타났다. 멀미도 조사와 MSI 계산의 비교에서는 운동 수직가속도가 증가하면, 상대적으로 멀미도도 증가하고, 수직가속도가 증가하는 구역과 멀미도 발생구역이 일치하였다.

본 연구에서는 실습선 가야호를 대상으로 하여 파랑 중 운동성능을 평가하였다. 그리고 쾌적한 승선감을 확보하기 위하여 실제 해상에서 운항중인 선박의 선내 위치별 수직가속도 성분을 선체운동 계산 기법을 통해서 구하고, 수직가속도 스펙트럼을 이용하여 가야호의 선속변화에 따른 가속도 계산 결과를 뱃멀미 지수(MSI; Motion Sickness Incidence)의 가이드라인과 비교 검토하여 멀미의 정도를 표시하였다. MSI 계산 결과는 선속이 5 knots, 10 knots, 12 knots로 커지는 순서대로 수직가속도의 가중치가 높게 나타나며, 입사각은 180°와 150°에 비해 선수사파인 120°의 경우에 수직가속도의 가중치가 높게 나타났다.

멀미는 구토 증상뿐만 아니라 현기증, 두통, 졸음, 피로감, 무기력증 등을 동반하여 선박운항자의 신체리듬과 판단능력을 저하시켜 해양사고로 이어질 수 있다. 이 연구는 승선경험이 없는 조타실 근무자(실습항해사)와 기관실 근무자(실습기관사)를 대상으로 뱃멀미 민감성에 대하여 조사하였다. 선박의 X, Y, Z축 방향에 대한 선체운동을 측정할 수 있는 선체운동계측장비(motion sensor)를 이용하여 선체의 운동을 계측하였고, 설문을 통해 조타실과 기관실 근무자의 멀미에 대한 증상 정도(VIR, VSR)를 산출하였다. 이 연구를 통해 동일한 상황에서 조타실 근무자와 기관실 근무자간에 느끼는 멀미 정도에 차이가 있다는 것을 알 수 있었으며, 멀미는 선체 움직임의 크기뿐만 아니라 움직임의 주기와도 높은 연관성이 있다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 X축과 Y축 방향 선체운동보다 Z축 방향의 선체운동이 멀미와 상관관계가 높았다. Z축 이외 X축과 Y축에 대한 연구가 진행된다면 조타실과 기관실 근무자의 안전과 선박의 거주성 및 승선감 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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 시뮬레이터 멀미 측정 도구인 SSQ를 이용해 가상현실 멀미를 유발시키는 지수를 도출하여 각 증상별로 심각도를 진단함으로써 가상현실 멀미를 위한 측정 방식을 제시하였다. 그래서 본 연구는 기존 가상현실 콘텐츠에서 주로 사용하는 1인칭, 3인칭게임 및 360° 실사 콘텐츠를 이용했고 SSQ를 이용하여 다양한 멀미 증상을 측정하였으며 통계분석을 통해 산출한 결과는 가상현실 멀미 증상을 완화하는데 기여하고자 한다. 또한 본 연구에서는 성별, 나이, 경험유무에 따라 가상현실 멀미에 차이가 있는지에 대해서도 통계방법론을 이용해 입증하였다.

본 연구에서는 시각적 동요를 기반으로 하는 선박운항 시뮬레이터(ship handling simulator)에서 시뮬레이터 멀미 설문(SSQ, simulator sickness questionnaire)과 압력 중심(COP, Center Of Pressure)을 이용하여 시뮬레이터 멀미(simulator sickness)를 계측할 수 있는 기법을 제안한다. 실험을 위하여 선박운항시뮬레이터에서 피실험자가 시각적 동요에 노출되도록 하였고 해상상태(sea state)를 3단계로 바꾸어 가며 실험을 수행하였다. 시각적 동요 노출의 직후에 피실험자는 SSQ를 통하여 실험동안의 자각증상에 대한 설문을 작성하였고, 시각적 노출 중에는 지면반발력계를 이용하여 피실험자의 COP를 측정하였다. 시각적 동요, SSQ, 그리고 COP의 데이터 분석을 통하여 시뮬레이터 멀미와 피실험자의 COP 사이의 연관성을 고찰하였다. 실험 및 분석을 통하여 해상상태에 따른 SSQ 점수와 피실험자 COP에 대한 각각 관계식을 제 시하였고, 피실험자의 종방향 COP가 시뮬레이터 멀미 계측을 위한 지수로 활용될 수 있음을 보였다.