A person who performs or plans to conduct a physical protection inspection as stipulated by the law, the act on physical protection and radiological emergency, should obtain an inspector’s ID card certified and authorized by Nuclear Safety and Security Commission Order No.137 (referred to as Order 137). In addition, according to Order 137, KINAC has been operating some training courses for those with the inspector’s ID card or intending to acquire it. Also, strenuous efforts have been put to incrementally elevate their inspection related expertise. Since Republic of Korea has to import uranium enriched less than 20% in order to manufacture fuels of nuclear reactors in domestic and abroad, the physical protection for categorization III nuclear material in transit is significantly important along with an increase in transport. The expertise of inspectors should be constantly needed to strengthen as the increase in transport leads to an increase in inspection of nuclear material in transit. We have suggested a special way to improve the inspector’s capacities through Virtual Reality technology (VR). A 3-Dimensional virtual space was designed and developed using a 3-axis simulator and VR equipment for practical training. HP’s Reverb G2 product, which was developed in collaboration with VALVE Corporation and MicroSoft, was used as VR equipment, and the 3-axis motion simulator was developed by M-line STUDIO corp. in Korea for the purpose of realizing virtual reality. The training scenarios of transport inspection consist of three parts: preparation at the shipping point, transport in route including stops and handover at the receiving point. At the departure point, scenario of the transport preparation is composed with the contents of checking the transport-related documents which should be carried by shipper and/or carrier during transport and confirming who the shipper and/or carrier is. Second, scenario is designed for inspector to experience how carrier and/or shipper protect the nuclear material during transport or stops for rests or contingency and how they communicate with each other during transport. Lastly, scenario is developed focusing on key check items during handover of responsibilities to the facility operator at the destination. Those training scenarios can be adopted to strengthen the capabilities of those with inspector’s ID card of physical protection in accordance with Order 137 and to help new inspectors acquire inspectionrelated expertise. In addition, they can be used for domestic education to promote understanding of nuclear security, or may be used for education for people overseas for the purpose of export of nuclear facilities.

Background: Virtual reality (VR) programs based on motion capture camera are the most convenient and cost-effective approaches for remote rehabilitation. Assessment of physical function is critical for providing optimal VR rehabilitation training; however, direct muscle strength measurement using camera-based kinematic data is impracticable. Therefore, it is necessary to develop a method to indirectly estimate the muscle strength of users from the value obtained using a motion capture camera. Objects: The purpose of this study was to determine whether the pedaling speed converted using the VR engine from the captured foot position data in the VR environment can be used as an indirect way to evaluate knee muscle strength, and to investigate the validity and reliability of a camera-based VR program. Methods: Thirty healthy adults were included in this study. Each subject performed a 15-second maximum pedaling test in the VR and built-in speedometer modes. In the VR speedometer mode, a motion capture camera was used to detect the position of the ankle joints and automatically calculate the pedaling speed. An isokinetic dynamometer was used to assess the isometric and isokinetic peak torques of knee flexion and extension. Results: The pedaling speeds in VR and built-in speedometer modes revealed a significantly high positive correlation (r = 0.922). In addition, the intra-rater reliability of the pedaling speed in the VR speedometer mode was good (ICC [intraclass correlation coefficient] = 0.685). The results of the Pearson correlation analysis revealed a significant moderate positive correlation between the pedaling speed of the VR speedometer and the peak torque of knee isokinetic flexion (r = 0.639) and extension (r = 0.598). Conclusion: This study suggests the potential benefits of measuring the maximum pedaling speed using 3D depth camera in a VR environment as an indirect assessment of muscle strength. However, technological improvements must be followed to obtain more accurate estimation of muscle strength from the VR cycling test.

3D 가상현실은 이미 여러 스포츠 분야에서 사용되고 있으며 특히 엘리트운동 선수들의 훈련 등에 적극 활용되고 있다. 주로 심상훈련 효용성을 극대화하기 위해 활용되고 있으며, 이에 따라 3D 가상현실 기술을 기반으로 심상훈련의 가능성, 유용성, 적합성이 여러 연구를 통해 입증되었다. 그러나 최근에는 가상현실에서의 운동이 더 이상 엘리트 운동선수들의 훈련에만 활용되는 것이 아니라 사회체육 등에 활발히 활용되는 추세에 있다. 3D 가상현실에서의 운동의 장점은 안정성이 높으며 외부환경에 대한 제한이 적다는 것이다. 이러한 장점을 고려할 때 이는 노인체육에 잘 활용될 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 노인을 위한 가상현실 기반 심상훈련의 활성화를 위해 국내·외 가상현실 관련 연구들이 어떠한 방법으로 연구되었으며 어떤 결과를 도출하였는지 면밀히 고찰하였다. 더불어 본 연구에서는 이러한 선행연구의 결과를 종합하여 추후 가상현실 연구의 활성화를 위한 방향과 후속 연구 과제를 위해 3D 가상현실 심상훈련의 간학문적 접근, 노인의 특성 및 지원요구를 고려한 지원, 습득된 기술의 일반화 및 유지 방안을 고려한 접근 필요성에 대해 제언을 제시하였다.

본 연구에서는 전라북도 부안군 채석강 지역에 대한 3D파노라마 가상 현실 지질 답사 투어 학습자료를 개발하였다. 개발된 프로그램은 360˚×180˚ 파노라마로서 관측 지점의 모든 면을 볼 수 있고, 확대, 축소, 화면 돌리기 등의 상호작용이 가능하다. 이 프로그램의 교육적 효과를 얻기 위해 컴파스 활용하기, 지층의 경사 등을 측정하기 위한 이동 가능한 각도기 제공, 관찰 지점의 표본에 대한 3D 관찰하기 등을 제공하였다. 또 주요 관찰 포인트에는 확대된 사진, 팝업창, 전문가 설명 등으로 학습을 도왔다. 이 프로그램의 교육적 효과를 알아보기 위하여 중학교 과학 영재반 학생 35명에게 적용해본 결과 약 85% 이상의 긍정적인 반응을 보여주었다. 따라서 이 프로그램은 중학교 과학과 지질학 수업 시 간접적 상황학습이 될 수 있고, 시간문제, 비용문제, 안전문제 등을 줄일 수 있는 하나의 보충적인 지질 답사 방법이 될 것이다.

본 연구에서는 다양한 색채환경에 대한 반응을 파악하기 위해 3차원 가상환경 인터페이스를 개발하고, 개발된 인터페이스에 대해 사용자가 어떻게 감성적으로 인터렉션하는지를 평가하였다. 3차원 가상환경은 후면 투사형 대형화면을 통해 제시되었으며, 가구를 포함한 실내 환경요소에 12가지 색채조합을 적용한 후, 피실험자들에게 색채조합에 대한 반응과 아울러 가상환경 인터페이스를 통한 감성적 인터렉션을 함께 평가하도록 하였다. 총 34명의 대학생들이 실험에 참여하였으며, 피실험자들은 대형화면 (8'×6')에 제시되는 고화질의 색채 환경 속에서 표준 입력장치를 사용하여 360도로 시선을 움직일 수 있었다. '공간적 실재감(Spatial Presence)', '주제와 연관성(Topic Involvement)', 및 '유쾌함(Enjoyment)'에 관한 자기보고형 설문지를 통해 가상환경파의 인터랙션을 통한 감성 및 인지적 반응을 파악하였다. 현 연구는 향후 디자인 연구, 특히 환경디자인 연구에 3차원 가상환경 인터페이스를 적용하고자 하는 연구자들이 사용자 인터랙션을 사전에 이해하는데 기여할 것으로 기대된다.

This research is to develop an expert system utilizing virtual reality and 3D image technologies for minimizing damages from natural disaster, especially storm and flood, which could be used as a training kid for people including the old. It also develops an expert system for storm and flood on very limited region, 3D animation application technology using optical motion capture techniques for heavy storm and flood, and 3D-based rendering technology using virtual reality techniques. This data based expert system should work exactly like real experts by adapting all expert knowledge and experience, so that users, especially the old and vulnerable residents not familiar with computer systems, could easily use the system by several button selections. The animated character based program will also be developed for the old and vulnerable residents to learn and understand what to do quite easily.