이전연구에서 가상현실에 몰입하는 동안 넓은 시야 (Field of view: 150$^{\circ}$)와 빠른 운행속도 (70 km/sec)가 사이버멀미를 심화시킨다는 결과를 얻었다: 피험자의 90%가 좁은 시야 (50$^{\circ}$)와 느린 운행속도 (30 km/sec)에서 사이버멀미 증상이 적었다. 본 실험에서는 피험자가 생리적인 동요를 경험할 때마다 바이오피드백 방법을 사용해서 사이버멀미 감소 가상환경 (cybersickness alleviating virtual environment, CAVE)을 제시한 후, 그 효과를 관찰하였다. 피부전도도, 말초체온, 말초혈류량, 심박률, 눈 깜박임, 뇌전위의 변수들을 입력으로 하는 인공신경망으로 구성된 실시간 멀미 탐지 시스템과 CAVE-제시 피드백 시스템을 구축하였다. 이 시스템은 생리적 측정치들이 사이버멀미의 출현을 신호할 때마다 피드백 출력으로 좁은 화면과 감소된 운행속도를 일시적으로 제공했다. 36명의 피험자를 대상으로 SSQ (simulator sickness questionnaires)와 자기보고를 이용하여 사이버멀미의 빈도와 심각도를 조사하였다. 모든 피험자는 한달 간격으로 CAVE 조건과 non-CAVE 조건에서 두 번 가상현실을 경험하였다. 사이버멀미의 빈도와 심각도는 non-CAVE 조건보다 CAVE 조건에서 유의미하게 감소하였다. 즉, 전기생리학적 특징들에 기반한 인공신경망에 의해 제공된 좁은 시야와 느린 운행의 가상환경은 사이버멀미 증상들을 의미있게 감소시켰다. 이러한 결과들은 생체신호 피드백 시스템을 이용하여 인간 친화적 가상환경을 구축할 수 있는 가능성을 보인 것이다.
자율신경계 반응은 인간의 각성을 측정하는 변수가 될 수 있다(황민철 외, 2001). 본 연구에서는 자율신경계 반응만으로 인간의 2차원 감성 분류를 할 수 있는지를 살펴보았다. 5명의 피험자에게 대중가요나 효과음 등과 같은 다양한 청각자극을 제시하여 감성을 유발한 후, 자율신경계의 반응을 3가지 생리신호(GSR, SKT, PPG)를 통해 측정하여 반응 패턴을 분석하였다. 결과적으로, 자율신경계 반응 패턴은 각성/이완뿐만 아니라 쾌/불쾌간 감성 구분의 가능성을 확인할 수 있었다.
정서와 생리반응 (자율신경계 반응) 간의 관계에 관하여 성인을 대상으로 최근가지 많은 연구가 행해져 왔다. 본 연구에서는 동일한 실험참여자를 대상으로 일정 기간 동안 여러 회의 반복실험을 통해 정서(기쁨, 슬픔, 분노, 공포, 혐오)에 따른 자율신경계의 반응의 일관성과 정서별 자율신경계 반응 패턴을 규명하고자 하였다. 본 실험에 앞서 저서를 유발하기 우한 도구인 정서유발자극세트와 정서에 대한 심리반응을 평가하기 위한 정서평가척도가 제작되었다. 정서유발자극세트는 2-4분 정도의 각 정서 장면이 포함된 총 5개의 동영상 장면들이다. 예비실험을 통해 70% 이상의 적합성 및 효과성을 가진 4개의 세트를 추출하여 본 실험에 사용하였다. 본 실험은 남녀 대학생 12명을 대상으로 4회 반복해서 실시되었다. 실험참여자들은 각 정서 장면을 시청 후, 유발된 정서에 대한 심리적인 평가를 하였다. 측정한 자율신경계 생리반응 변수는 ECG, PPG, EDA, SKT이었다. 연구 결과, 심리반응에서 정서유발자극세트는 75% 이상의 적합성 및 효과성을 보였다. 생리반응(ECG, EDA) 분석 결과, 정서에 따른 자율신경계 반응은 회기별로 일관적이었으며, 각 정서별로 특정적인 생리반응 패턴을 가지는 것으로 나타났다.
자연을 비롯한 산림 경관은 인간의 심리적 안정에 큰 역할을 한다고 알려져 왔다. 본 연구는 산림 경관의 심리적 안정 효과를 실증적으로 밝혀내고자 수행되었다. 자료의 수집을 위하여 도시, 산림, 산림과 물에 해당되는 각 9개의 경관이 선정되었다. 이들 3 종류의 총 27개 경관사진이 30명의 피험자에게 심리적 생리적 영향이 미치는지를 조사하였다. 심리적 안정을 나타내는 뇌파(${\alpha}$파)와 PRS(Perceived Restorativeness Scale), PANAS(Positive and Negative Affect Schedule)점수가 각각 생리적, 그리고 심리적 연구변수로 측정되었다. 자료의 분석결과 산림과 물, 산림, 그리고 도시 경관 순으로 생리적 심리적 안정에 영향을 주는 것으로 나타났다.
본 연구의 목적은 심리육체적 방법(Psychophysical method)을 이용하여 다양한 중량물운반 유형에서의 최대허용하중을 구하는 것이며 이의 타당성을 생리학적 방법(physiological method)을 이용하여 검토하는 것이다. 또한, 인체측정과 근력측정 자료를 이용하여 각 운반유형에서의 최대허용 하중을 예측하는 모형을 개발하고자 한다. 본 연구에서는 네 가지의 운반유형(Front carrying, One-hand side carrying, Two-hands side carrying 그리고 Back carrying)과 두가지의 보행 속도 (50.0 그리고 79.2 m/min)를 주요변수로 8가지의 작업에 대해 무작위로 선택하여 각 작업에 대한 최대허용 하중을 시간과 경비의 감소측면에서 폭넓게 사용되고 있는 심리육체적 방법으로 구하였다. 피실험자는 운반작업의 경력이 있는 실제 작업자군(n=7)과 그렇지 않은 학생군(n=10)으로 구분하여 건강한 남성 피실험자를 대상으로 연구를 실시하였다. 주실험전에 인체측정과 근력측정을 실시하였다. 이후에 심리육체적 방법과 생리학적 방법을 실시간(on-line)으로 실시하였다. 연구결과로 학생군과 작업자군간의 신체조건은 뚜렷한 차이를 보이지 않았으나 근력은 작업자가 우월하였다. 심리육체적 방법을 사용하여 도출된 최대허용 하중은 학생군, 작업자군 모두 운반유형의 변화에 따라 유의함을 보였다.(학생군:p=.0001 작업자군:p=.0001). 반면에 속도의 변화는 유의하지 않았다(학생군:p=.7954 작업자군:p=.9231). 또한 학생군과 작업자군 모두 Back carrying에서 가증 큰 하중을 운반하였다(학생군:8.16kg 작업자군:12.9kg). 심박수를 이용한 생리학적 연구에서는 평균 심박수가 거의 100 이하를 유지하므로써 피실험자들이 8시간 작업기준으로 보아 무리가 없는 최대허용 하중을 결정하였음을 보였다. 또한 각 운반작업에 대한 최대허용 하중을 예측하는 회귀모형을 제시하였다.
감성을 인식하는데 있어 생리적 반응은 중요하다. 생리적 반응은 인체의 주요 기관들과 밀접한 관련이 있지만 감성을 인식하는데 연결성은 고려되지 않고 있다. 자율신경계는 감성과 밀접한 관련이 있는데, 심장과 폐와 같은 인체 내 주요 내장기관에 분포되어 기능적 상보작용을 통해 생리적 반응을 조절하기 때문이다. 따라서 본 연구는 심장과 호흡의 연결성을 분석하고 감성을 인식하는 중요한 연결 변수를 찾고자 하였다. 피험자 18명(남 10명, 평균 나이 $24.72{\pm}2.47$)은 소리 자극을 이용한 감성 유발 실험에 참여하였고 심전도와 호흡 데이터를 측정하였다. 수집된 심장과 호흡 데이터는 스펙트럼 분석을 이용하여 HRV와 BRV spectrum을 구하였고, 감성에 따른 HRV와 BRV spectrum의 동기화 차이를 일원배치분산분석을 통해 통계적 유의성을 확인하였다. Tukey 검증 결과, arousal-relaxation은 HF 대역에서 심전도와 호흡의 동기화 차이로 인식 가능하였고(p = 0.008, d = 1.4274), negative-positive는 LF 대역에서 인식이 가능하였다(p = 0.002, d = 1.7377). 본 연구 결과로 심장과 호흡의 연결성을 통해 차원적 감성을 정량적으로 평가할 수 있음을 확인하였고, 복합적인 원인으로 발현되는 감성을 인식하는데 생리적 반응들의 연결성 변수의 활용도가 높을 것으로 기대된다.
본 논문은 가정에 있는 만성질환자, 퇴원한 환자 및 자신의 건강을 염려하는 정상인 등을 대상으로 매일 측정한 심전도. 혈압. 혈중 산소 포화농도 등과 같은 생리변수와 건강 설문에 대한 응답을 분석하여 건강상태를 지속적으로 파악하고, 비정상적인 상태가 발견될 경우에는 의사가 정확히 확인하여 필요한 조치를 조언하는 재택건강관리서비스에 대해서 기술하고 있다 재택건강관리서비스를 위해서 가입자는 재택건강관리단말기와 인터넷에 연결된 PC를 가정에 구비하여야 한다. 관제센터는 의사와 가입자의 기본정보와 가입자의 건강정보를 저장하기 위한 데이터베이스 시스템, 생체신호와 건강설문을 분석하여 현재상태의 비정상여부를 판단하는 건강상태자동평가시스템, 가입자와 의사들이 웹 브라우저를 사용하여 원하는 건강정보를 데이터베이스에서 검색, 조회하고. 그 내용을 수정. 편집하여 저장할 수 있는 웹 기반 건강정보관리시스템이 필요하다. 또한, 공중전화망 및 무선통신망을 이용한 음성 및 문자 전송과 인터넷을 이용한 전자우편에 의해 의사의 소견을 가입자에게 전달하는 통합 메시징 시스템 (UMS). 종합검진센터에서 의사가 검사결과와 문진 결과를 입력하기 위한 정보입력 PC. 병원에서 의사가 가입자의 정보를 조회하거나 정밀진단결과를 입력하기 위한 인터넷 PC 등이 설치되어야 한다. 일반에게 이러한 서비스를 널리 보급하기 위해서는, 생리변수들의 무구속 및 무자각 측정기술과 지능적인 건강평가 알고리즘의 개발에 대한 연구가 계속 수행되어야 할 것이다.
본 연구에서는 생육초기 고추의 한발 스트레스 조건에서 작물 생육에 미치는 영향을 구명하기 위해 엽록소 이미지형 광분석을 이용하여 엽록소 형광 매개변수를 비교분석 하였다. 비록 통계적 유의성이 인정되지는 않았지만 전체 잎의 이미지에 나타나는 형광매개변수들의 평균값은 감소하는 경향이었다. 가변형광값에대한 최대형광값의 비는 변동이 없는 반면, 광계II의 정류상태에서의 양자수득율 및 형광감쇄율은 다소 감소하였다. 이러한 현상은 퀴논 A 단백질로부터 퀴논 B 단백질로의 전자전달의 감소를 의미하였다. 잎의 중앙부위와 엽병부근에서의 비광학적 소광 및 가변형광의 비광학적 소광 상수는 한발스트레스 4일 후 유의성있게 증가하였다. 즉 생리적 스트레스 매개변수로 활용이 가능하였다. 광계II에서의 정류상태 양자수득율의 감소는 고추잎의 모든 부위에서 공통적으로 유의성있게 측정되었다. 결론적으로 ${\Phi}PSII$ ($QY_{_-LSS}$), $NPQ_{_-LSS}$, qN 등의 엽록소형광 매개변수들은 고추의 한발스트레스를 판단할 수 있는 생리적 지표로 활용 가능한 것으로 유의성이 인정되었다.
본 연구는 정상인을 대상으로 바이오피드백 시스템으로 측정된 정신생리적 반응의 특징을 파악하는 것을 목적으로 시행되었다. 연구 결과 20대에서 피부전도반응이 다른 연령대에 비해 유의하게 높았으며, 여성에서 전두부 근전도가 남성에 비해 유의하게 높았다. 한편 정상인에서 바이오피드백 측정치와 자가 평가한 기분 변수와는 관련이 없는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 향후 바이오피드백 시스템 기기를 이용하여 평가를 할 때 성별, 연령별 특징을 고려해야 함을 시사한다. 본 연구에서 제시된 정신생리변수에 관한 중요한 특징들은 향후 동종의 바이오피드백 시스템을 이용한 연구결과를 비교하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
본 연구는 이미지의 장르의 차이가 사용자의 시각 피로도에 미치는 영향에 관한 연구이다. 실험은 20명의 대학생을 대상으로 각각 다른 감성반응을 위해 선정된 다큐멘터리, 사랑, 뉴스 및 스포츠 장르의 이미지를 각각 10장씩을 보여주고, 그에 따른 시각 피로도를 자율신경계 반응 측정(PPG, GSR,SKT)과 동공 영상 기록(동공 변화율) 및 주관적 설문(불쾌도, 긴장도, 피로도)을 하였다. 유의성 검증을 위하여 이미지의 장르를 독립변수로 그에 따른 종속변수를 개인차가 고려된 생리신호 결과와 동공 변화율(픽셀/초) 및 주관적 설문 응답 결과로 하여 일변량 분산 분석을 하였다. 본 연구를 통해 이미지의 장르에 따라 불쾌, 긴장 및 피로 할 경우 자율 신경계 반응의 특정한 패턴을 발견 할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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