VR 수술 시스템의 도입은 현대 의학 교육에 큰 의미가 있다. VR 수술 시스템은 의대생과 젊은 의사의 학습 효율을 크게 향상시키고 반복 훈련 목표를 달성하며 전통 의학 교육의 단점을 보완할 수 있다. 사회적 디지 털화가 심화됨에 따라 의료 분야의 VR 수술 시스템 구축이 시급해지고 있다. 본 논문은 의료에 적용되는 기능성 게임의 관점에서 VR 수술의 기능성게임 디자인을 연구한다. 먼저 사용자 경험 이론과 사용자 심리적 필요사항을 바탕으로 기능성 게임에 대한 사용자 경험과 기대치를 분석하였다. 그리고 사용자의 실제 필요사항과 게임 레벨 기능 디자인을 분석하고, 게임 디자인의 핵심 포인트를 강조하여 최적화하였다. 둘째, 3D MAX를 결합한 UE4 모델 구성의 주의할 점을 분석하였다. 마지막으로 위 연구를 바탕으로 흉강경 하에서 폐기포 VR 수술의 본격적인 게임을 설계하였다. 게임 디자인은 대상 사용자를 분석하여 내용을 결정한 후 이를 전문의에게 확인하여 이루어졌다. 첫째, 인간 가슴의 얇은 CT 이미지를 기반으로 3DS MAX를 이용 하여 가슴 모델, 수술 도구 및 수술 장면을 시뮬레이션 하였다. 둘째, UE4 게임 엔진을 사용하였다. 이 기술 은 3D 모델이 기능성 게임 시뮬레이션의 요구 사항을 충족하도록 만들고 UE4 장면을 디자인하며 C ++ 언 어를 사용하여 게임 기능을 개발하였다.

Serious games are games with certain functions, such as inducing sleep or preventing sleepiness. To prove the effectiveness of these serious games, the experiment was conducted by combining several pieces of music that help improve concentration in the game while playing simple computer games. Through the player's brainwave analysis, we studied the effects of serious games on human brain waves. In this paper, it was confirmed that the existing concentration effect can be obtained through the development of functional contents that combine music with game contents to improve concentration through games, and the technology to control human brain waves is considered worthy of continuous study.

Stress can provoke various symptoms in human. It can affect our thoughts, emotion, and behavior. In general, it is necessary but dangerous if we do not control the level. This study tried to develop a game to measure stress level of game-player and verify whether the score measured by the game correlates with stress level measured by self-reported surveys. A simple prototype of game to measure player’s stress level was developed based on Odd-one out experimental paradigm that allow to measure attentional engagement and disengagement in stress people. 50 students and 50 office-workers played the game to measure stress level and the data was analyzed with correlation analysis between stress score measured by the game and that measured by surveys (type-D and perceived stress scale). The results showed that there is significant correlation between two stress scores measured by computer game and the perceived stress scale but no correlation between the stress score measured by computer game and that measured by type-D. This indicate that the game developed based on attentional movement can measure in general stress level related to current concerns but not long-term temperature related to stress. Some limits and precautions of stress measurement with computer game such as reaction time or statistical assumption were discussed.

최근 기능성 게임의 교육적인 활용에 대한 관심이 증가하면서, 게임의 교육적 효과성에 대한 많은 연구들이 이뤄지고 있다. 본 논문에서는 인지기능 향상을 위한 기능성 게임인 ‘바우바우 프렌즈’를 개발했다. 이 콘텐츠는 인지기능 중 집행기능(Executive function), 지속적 주의력 (Sustained attention), 분리적 주의력(Divided attention)을 다루고 있다. 본 연구에서 개발된 게임의 유용성을 증명하기 위해 EEG 실험을 수행했으며, 게임 전 뇌파와 게임 진행 중 뇌파를 측정하여 비교분석했다. 결과적으로 지속적 주의력 게임(Simon)과 분리적 주의력 게임(Cooking)이 인지기능 향상에 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 보다 아동의 인지기능 향상이라는 명확한 검증을 위해서는 추후 아동을 대상으로 한 EEG 실험을 추가로 수행할 필요가 있다.

현재 출시된 중국어 학습 기능성 게임 및 관련 학술 연구는 많지만 대부분 스마트폰 플랫폼에서 수행되었으며 VR플랫폼 기반 학술 연구와 게임 개발이 많지 않다. 그러나 현재 VR기능성 게임은 가상현실 공간의 몰입적 체험이 학습효과를 확실히 높일 수 있다는 연구가 이미 존재한다. ‘Classroom Simulation’은 가상현실 공간의 시뮬레이션 강의실에서 수업과 게임을 하는 중국어 일상어를 배우는 기능성 게임이다. 이 게임은 중국어 초보자와 중국으로 여행을 가려는 외국인을 대상으로 이들이 중국어 일상어를 알아듣고 말할 수 있는것을 목적으로 개발하였다. 이러한 단일적 교육 목적으로 본 연구는 맞춤형 게임 시스템 설계를 진행하였다. 본 연구에서 중국어 일상어 교육용 기능성 게임을 구성하기 위하여 시뮬레이션 강의실과 교사를 구현하였으며 3가지 레벨의 게임플레이 설계에 대해서 소개하였다. 이 게임의 교육 효과와 효율성, 오락성을 검증하기 위하여 12명의 실험자를 선발하여 실험을 진행하였다. 실험 결과에 따르면 이 게임의 교육 효과와 효율성이 입증된 반면 게임 시나리오와 게임플레이 등 오락성 측면에서 미흡하다고 나타났다. 실험과 결과 분석을 바탕으로 개선 방안에 대해 검토했으며 향후 연구를 진행하고자 한다.

자기 주도적으로 자신에게 맞는 자료와 정보통신 기술을 활용하는 학습유도 정책인 스마트교육은 현재 한국 교육의 중요한 목표중 하나이다. 스마트교육에 적합한 과학교육을 위한 스마트 콘텐츠의 주요 고려사항은 사용자의 수준과 적성을 고려한 자기 주도적이고 흥미로운 콘텐츠를 만드는 것이다. 특히 실험을 통하여 이론을 배우는 과학교육의 특성상 사용자 스스로 실험을 할 수 있는 내용이 포함되어야 한다. 본 연구는 초중등 과학 교과 과정의 교육목표를 충족시키는 실험을 통하여 이론을 학습할 수 있는 스마트교육 콘텐츠 개발에 대한 것이다. 초, 중등 과학 교과과정 중 물리의 기본이 되는 뉴턴의 운동법칙을 연구 대상으로 선정하였다. 전통적인 과학실에서 교사 한명이 다수의 학생을 상대로 교육하는 과학 실험이 가진 시간, 장소, 경제적 제한 그리고 실험시 안전사고의 가능성과 같은 단점들을 보완하고, 모든 사용자에게 평등한 배움의 기회를 가지도록 하는 것을 목표로 하였다. 본 연구에서 개발한 정규 교과과정을 충족하는 시리어스게임 형태의 뉴턴의 운동법칙 실험 콘텐츠를 통해 스마트교육시대의 교육 현장에서, 새로운 방식의 실험 콘텐츠의 가능성을 보여줄 수 있을 것이다.

성인보다 주의 집중력이 낮은 아동의 인지력을 측정하는 것은 매우 어려운 일이다. 기능성 게임은 아동의 동기와 주의집중을 높이는 효과적인 방법으로 아동의 인지력 측정을 위한 좋은 대안이 될 수 있다. 본 연구는 주의력 측정을 위해 사용되는 TMT(Trail Making Test)를 기능성 게임으 로 제작하여 아동의 주의력을 측정하고 그 결과를 검증하고자 하고자 하였다. 이를 위해 기능성 게임으로 제작된 TMT는 주의 속도와 선택적 주의를 측정하는 유형A와 주의 전환을 측정하는 유형B로 설계되었으며, 검사결과를 아동의 학업성취도와 연결하여 검사의 타당도를 검증하고자 하였다. 284명의 아동을 기능성 게임을 통해 주의력을 검사한 결과, 유형A의 반응속도(Reaction Time) 그리고 유형B의 정오율과 학업성취도간 상관이 나타났다. 이러한 결과는 본 기능성 게임이 주의력의 여러 목표한 측정 요소를 잘 반영하고 있음을 시사한다. 기존의 단순한 결과만을 산출 하는 지필검사와는 다르게 본 기능성게임은 주의와 관련된 여러 가지 행동 데이터를 제공해주고, 재미와 집중을 높여 아동에게 보다 긍정적이고 생태학적인 측면이 강화된 인지측정 도구를 제공해 줄 수 있을 것으로 기대한다.

본 연구는 기존 노인용 기능성 게임이 갖는 장점과 한계점을 분석하고 체감형 게임이 갖는 매체적 가능성을 접목하여 노인용 체감형 기능성 게임의 스토리텔링 전략을 탐색하는 것을 목적으로 한다. 따라서 본 연구는 노인용 기능성 게임에 대한 이론적 탐색과 경험적인 접근을 바탕으로, 노인이라는 대상의 특수성과 체감 인터페이스라는 기술적 속성, 그리고 재미와 기능이라는 이질적인 두 속성의 결합이 만들어내는 혼재성을, 게임의 형식으로 구조화하기 위해 스토리텔링 전략을 수립하고 게임을 기획하였다. <The four seasons>는 동작인식센서 키넥트를 활용한 재활치료용 체감형 기능성 게임이다. 지루하고 힘든 재활치료를 재미있게 훈련할 수 있는 체감형 기능성 게임으로 편마비 재활 치료를 위한 동작을 반복할수록 스크린 너머 가상세계가 풍요로워진다. 게임 플레이 과정은 뇌졸중으로 인해 편마비가 있는 중, 장년층이나 신체의 움직임이 원활하지 못한 노인들에게 정신적 위안과 신체적 건강을 얻게 한다. <The four seasons>게임은 감정 유희와 동작 유희가 인과적으로 연결 된 게임으로 동기부여, 동작반복, 피드백의 순환이 게임 내적 매커니즘을 통해 흥미롭게 전개되도록 하기 위해 특정 감정을 의도적으로 이끌어내고 그에 따른 결과로 행동을 유도한다. 본 연구 에서는 <The Four Seasons>의 스토리텔링 기획 과정을 체계적으로 기술함으로써 노인용 체감형 기능성 게임의 실제적 개선을 위한 스토리텔링의 구체적 방법론과 새로운 방향성을 모색하고자 하였다.

오늘날, 의학발달과 생활수준 향상으로 평균 수명이 연장되었으나 노인성 질환은 증가되었다. 노인성 질환이 라고 알려져 있는 대표적인 질환은 치매라고 볼 수 있으나 현대에는 노인뿐 아니라 젊은 층도 치매에서 완전히 벗어날 수 없는 실정이다. 치매는 노화에 따른 뇌 단백질의 변화 및 전두엽의 위축으로 새로운 문제 해결 능력, 문제 처리속도, 기억력 등이 점차 감소됨에 따라오는 질병으로 현존하는 치매 치료제로는 증상완화가 불분명하며 이를 대체할 수 있는 연구가 시급하다. 따라서 본 논문에서는 두뇌 활성화를 통한 인지능력 향상을 기반으로 뇌기능 향상에 도움이 되고자하며 두뇌 훈련 기능성게임을 설계 및 구현하고자 한다. 구현된 기능성 게임은 뇌파측정을 통하여 두뇌 활성화 훈련의 효과성을 검증하고 평가하는 것에 본 논문의 목적이 있다.

This study designs an interactive serious game for children with ADHD to sustain attention concentration and improve their reading comprehension skill. This serious game enables to read fairy tale interactively. The fairy tale consists of 6 sequences and the game assigns tasks for concentration training to 2, 4, 5, and 6 sequences. Executing concentration task, MindWave BCI is used to measure brain waves and to judge success of failure of the task with that measurement. Game play data and concentration data were stored in a sever real time. As the experiment progressed, the concentration levels of the participants are sustained stable. The results of paired t-test on pre- and post- reading ability, short reading comprehension, and story understanding are significant. It is expected that this study will help game design for children with ADHD as well as reading disability.

Therapeutic serious game treats mental health problems such as depression, obsessive compulsive disorder, and behavioral disorder by allowing clients to manage and express feelings. These games are developed according to a primary principle of the cognitive behavior therapy that the mental health can be improved by training cognition and behavior with proper stimulation. For those who have difficulties in expressing emotions, stepwise treatment is offered to create a safe emotional environment which induces them to express themselves. The game environment provides affective feelings that encompass physical experiences. In addition, emotional distance is formed between the user and the game environment, and thus even those who have high psychological barriers feel free to express and release their feelings. Game users can experience self-exposure and awareness and gradually construct their self-images, expressing themselves in the virtual world in a continuous and repetitive fashion.

Internet Addiction and Internet Gaming(Game) Addiction are two terms regularly used in our daily lives, however, their distinction is rather vague. Internet Gaming Addition refers to a psychological, emotional, and social state where one, due to increased tolerance and dependence to games and other reasons, loses control over and plays internet games excessively and compulsively, and any efforts to reduce or stop playing will be ensued by withdrawal symptoms. One means to better the problems caused by Gaming Addiction is development of a variety of Serious Games and related services. Whereas Internet games are played for entertainment, Serious Games utilize the entertainment function to further education and addition preventive measures objectives.

Education based on synesthesia has been used to be applied for several years. Especially, We focused on the Coloured-hearing Synesthesia for music education for children who have difficulty in practicing pitch by using the serious game based on Coloured-hearing theory. Also, smart platform is flexible for several sort of video games so we expect good accessibility for children. For proving the effectiveness for education by using this technology and theory, we design the serious game for music called “Bunny’s Cave” based on Coloured-hearing theory and conduct the usability test aimed at 3rd grade student in elementary school.

As IoT(Internet of Things) technology evolves and spreads, various applications for remote sensing and controlling have emerged. Among them, smart farm is an example of applying IoT technology to agriculture. It is a technology to enhance the competitiveness of agriculture by informing the process of production, distribution and consumption of various crops. In particular, micro smart farm which applies the automatic control technology of the production process to home gardening also appeared. In this paper, a method of developing a serious game system for cultivating that integrates reality and virtual by combining smart farm technology and game is proposed. By changing automatic control of smart farm to user control using game interface, user participation and immersion for cultivating can be induced.

The mobile device users have been increasing significantly because of the development of social network system. Mobile educational serious games are occupying a large portion of the serious game market but there is a lack of the quality evaluation elements for providing useful quality evaluation information about educational serious game to user or developer. This study conducted prioritizing the quality elements of mobile educational serious game contents. Then, these elements are decomposed into sub-elements and resulted into a hierarchical model with three levels. To evaluate the priorities among elements, AHP(Analytic Hierarchy Process) is adopted. Additionally, if the evaluation element of this study would be applied into other game contents, it can provide the fundamental information for quality improvement of total mobile educational serious game contents.

Environmental serious game was made for the purpose of environment education. Many environmental serious games exist on the game market. And each game has different topic. But every environmental serious game didn't educate alongside a game play. To educate in the serious game, offer indirect experience to user by UX. Before to design the game, I have analyzed the genre, UI, UX and game play of each environmental serious game such as Climate Challenge, National Grid Floe, Eco-Ego, Tree Planet. Also, I made game flow chart for check the balance game contents and education contents. Finally, I found a genre, UI, UX, game play appropriate to environmental serious game. This thesis designed the game through game flow chart and analysis of existing game. And add Live Map UX to game for indirect experience effect enhancement.

The education based on synesthesia has been used to be applied for several years. Especially, We focused on the Coloured-hearing Synesthesia for music education for children who have difficulty in practicing pitch by using the serious game based on Coloured-hearing theory. Also, smart platform is flexible for several sort of video games so we expect good accessibility for children. For proving the effectiveness for education by using this technology and theory, we design the serious game for music called “Bunny’s Cave” based on Coloured-hearing theory and conduct the usability test aimed at 3rd grade student in elementary school.

Catechesis is a education that tells the Christians what they should believe. Many Christians know the need, but learning is tedious and teaching is difficult. Serious game in the field of education have both the intention of learning and an element of fun. In this study, I designed a educational serious game for Catechesis and implemented the game. The Heidelberg and Westminster Catechism were content. The key game play was to choose the correct answer by the touch. The effect was confirmed by the test users. The content of later study was planned. I hope this study can be well utilized to Church Educational System.

Epidemic model for the serious game for prevention of infectious disease was developed based on SI(susceptible-infectious) model and social network model. Epidemic spread has been understood as phenomenon of not only medical care but also preventive administration. Thus, prediction and isolation of infectious population based on social and mathematical information is the key to decreases damage to communities. Built on analysis of two model, developed game model considered indivisual vulneraasbility and the depth of social relationships between nodes. Users of this game are expected to learn how to predict the diffusion of disease with practicing computation by playing game, and realize the importance of preventive effort to restrict social outbreak caused by fatal and acute viruses.

Kegel exercise is commonly prescribed to improve the urination and evacuation capabilities of a patient. Assistive devices developed for Kegel exercise are found limited in terms of clinical effectiveness and motivation. The present study is intended to develop a serious game to support active and sustainable Kegel exercise for patients. A four-step process (benchmarking, analysis of patent and technology, ideation of hardware and software, and implementation) is applied in the present study to development of a Kegel serious game. The proposed serious game for active Kegel exercise needs to be validated in urology clinics.