VR 기반의 EEG 반응에 대한 실험연구의 선행연구 분석과 연구동향

한혜경; 김주연; 김영진

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자료유형: 학술저널

저자정보: 한혜경 (홍익대학교) 김주연 (홍익대학교) 김영진 (한양대학교(ERICA캠퍼스) 디테크융합연구소)

저널정보: 한국공간디자인학회 한국공간디자인학회 논문집 한국공간디자인학회 논문집 제16권 제8호

발행연도: 2021.12

수록면: 235 - 246 (12page)

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(연구배경 및 목적) 인체의 생리적 신호로 인간의 감정을 객관적으로 진단할 수 있는 실험장비들과 방법들을 이용하면 인간의 감정 상태를 과학적으로 연구하여 많은 정보를 얻을 수 있다. 인간의 감정을 연구하여 정서적 상태를 알 수 있는 방법에는 중추신경계 검사인 뇌파측정(EEG)이 가장 많이 이용되고 있다. 그 이유는 뇌파가 감정 결정의 주관 부위인 두뇌활동에 대한 방대한 정보를 포함하고 있으며, 정신적 활동, 감정 상태 등의 많은 정보를 갖고 있기 때문이다. 이에 본 연구는 VR을 활용한 시각적 자극으로 발생하는 생리적 신호를 EEG를 통하여 측정한 후, 인간의 감정변화를 객관적인 데이터로 분석하는 실험연구를 위한 방향 설정과 자료를 정립하는데 목적이 있다. (연구방법) 본 연구에서는 VR 기반의 EEG를 통한 실험연구를 중심으로 국내에서 발간된 학회논문, 학술지 및 학위논문을 선정하여 조사, 분석하였다. 이론적 고찰은 VR과 EEG에 대해 각각 연구하였으며, 2015년부터 2021년도까지 조사된 논문에서 VR과 EEG를 접목한 실험연구에 대한 연구현황, 연구영역 및 중심주제를 분석하였다. 세부 연구내용 분석에서는 피험자 내용과 신체반응, 실험자극 내용, 실험장비 및 분석프로그램을 종합하여 정리하였다. (결과) 최근 기술개발과 VR 시장의 확대로 인해 HMD를 기반으로 한 몰입형 VR 실험연구가 여러 분야에서 진행되고 있는 경향을 종합하면, 연구 분야는 건축, 실내디자인 분야와 IT 분야에서 가장 많이 연구되고 있고, 그 외 교육과 심리학 분야 등으로 확대되고 있는 추세이다. 요목별 세부 분석으로는 이완-각성을 지표로 하는 분석과 감정변화 그리고 주의집중에 대한 분석이 가장 많았다. 실험 자극용 이미지는 HMD기반 3D VR영상을 활용하였으며, 실험분석은 뇌파측정 EEG 장비와 뇌파분석 프로그램을 연동하여 사용하였다. (결론) 향후 연구에서는 공간에 대한 인간의 감정변화를 뇌의 감각 신호인 EEG를 통해 측정하는 실험연구를 진행하여, 공간이 사람의 감정과 행동에 미치는 영향을 정량적인 데이터로 분석하는 연구가 이루어져야 한다. 그리고 공간을 계획할 때 이를 근거로 하는 설계자료로 정립하여야 한다. 그러나 VR은 인간의 인지력을 인위적으로 조작하고, 자극적인 3D 영상물로 인하여 뇌에 강한 자극을 주어 시각적 피로와 어지러움을 유발하므로 장시간의 사용은 자제해야 한다.

(Background and Purpose) Using experimental equipment and methods that can objectively identify human emotions with physiological signals of the human body, a great deal of information can be obtained by scientifically researching human emotional states. Electroencephalography (EEG), which can record brain activity, is the most widely used method to study human emotions and to understand emotional state. This can be attributed to the fact that EEG contains vast amounts of information on brain activity, which is the primary center of emotional decision making, and comprehensive information such as mental activity and emotional state. Therefore, the purpose of this study is to establish the direction and data for experimental research that analyzes human emotional changes as objective data after measuring physiological signals generated by visual stimulation using VR through EEG. (Method) In this study, research and analysis were conducted on selected academic papers, academic journals, and dissertations published in Korea, focusing on experimental research through VR-based EEG. For theoretical review, VR and EEG were studied, and the research status, research area, and the central topic were analyzed for experimental research, combining VR and EEG in the research papers from 2015 to 2021. In the detailed research content analysis, the subject's content, body reaction, experimental stimulus content, experimental equipment, and analysis program were synthesized and organized. (Results) Considering the trend of immersive VR experimental research based on HMD in various fields, in light of recent technology development and the expansion of the VR market, the research fields are the most studied in architecture, interior design, and IT fields. The trend is expanding to other fields such as education and psychology. As for the detailed analysis by subject, the analysis using relaxation?arousal as an index and the analysis of emotional change and concentration of attention were the most frequent. HMD-based 3D VR images were used for experimental stimulation images, and experimental analysis was used in conjunction with the EEG equipment for EEG measurement and the EEG analysis program. (Conclusions) In future research, experimental research to measure changes in human emotions with regard to space through EEG, a sensory signal of the brain, should be conducted to analyze the effect of space on human emotions and behaviors with quantitative data. When planning the space, it should be established with design data based on this. However, VR artificially manipulates human cognition and provides strong stimulation to the brain triggered by stimulating 3D images, causing visual fatigue and dizziness. Therefore, prolonged use should be avoided.

#가상현실 #뇌파 #헤드마운트디스플레이 #신체반응 #감정인식 #VR #EEG #HMD(Head Mounted Display) #Body Reaction #Emotion Recognition

참고문헌 (17)

참고문헌 신청

안수진 / 2018 / HMD(Head Mounted Display) 기반 가상현실에서 사용자의 적응시간에 따른 주의집중과 주시특성 / 한국실내디자인학회 논문집 27(5):74~83

최만영 / 2016 / HMD VR 콘텐츠의 빠른 적응을 위한 초기 사용 경험에 관한 연구 -삼성 기어 VR 게임 앱 중심으로- / 기초조형학연구 17(6):605~616

Choo, Seung-Yeon / 2021 / Smart architectural planning using EEG analysis / Architecture

장형준 / 2018 / VR 특성이 이용자 만족과 지속이용의도에 미치는 영향에 관한 연구 -VR 프레즌스, 이용자 특성, VR 멀미를 중심으로- / 한국콘텐츠학회 논문지 18(5):420~431

Kim, Dongjun / 2009 / A Study on Emotion Classification using 4-Channel EEG Signals / Journal of Korea institute of information, electronics, and communication technology 2(2):23~28

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김주연

소속기관 홍익대학교

주요연구분야 예술체육학 > 디자인

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김영진

소속기관 한양대학교(ERICA캠퍼스) 디테크융합연구소

주요연구분야 예술체육학 > 디자인

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