연구자들은 시각장애인을 위한 가상현실(VR) 시스템을 다양한 오디오 피드백 기법을 통해 개발해 왔다. 그러나 시각장애인과 비시각장애인이 함께 참여할 수 있는 협력형 VR 시스템을 다룬 연구는 많지 않다. 우리는 실제 대결(showdown) 게임과 유사한 VR 쇼다운(VR Showdown)을 개발하여, 시각장애인과 비시각장애인이 원격 가상 환경에서 함께 플레이할 수 있도록 하였다. VR에서 쇼다운 공(Showdown ball)의 공간적 위치를 기반으로 한 공간음향 전달함수(head-related transfer function)를 이용하여 청각적 거리 지각을 구현하였다. 우리는 VR 쇼다운의 두 가지 모드를 개발하였다. 하나는 플레이어 대 AI 에이전트(player vs. AI agent, PvA) 모드로, 시각장애인이 혼자서도 플레이할 수 있다. 다른 하나는 플레이어 대 플레이어(player vs. player, PvP) 모드로, 시각장애인이 네트워크를 통해 다른 플레이어와 함께 플레이할 수 있다. 사용자 연구 결과, 시각장애인과 비시각장애인 모두 서로에게 잘 맞는 수준의 VR 쇼다운 게임을 즐기는 것으로 나타났다.

본 연구는 집단 결속력과 효능감이 온라인(가상) 교육 환경에서 개인의 학업 성취에 미치는 영향이 대면 교육 환경에서만큼 유의미하다는 가설에 기반한다. 이를 위해 본 연구는 VC(Virtual Conferencing)를 활용하여 가상 교실 환경에서 집단 활동의 효과를 탐색한다. 이 연구는 학습 집단의 강한 결속력과 효능감이 개인의 학업 성취에 영향을 준다는 가설에 근거한다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 온라인 환경에서 수행되는 팀 빌딩 활동은 집단 효능감의 수준을 더욱 향상시킬 수 있다. 둘째, 온라인 교육 환경에서 형성된 집단 결속력은 개인의 학업 성취에 긍정적인 영향을 미친다. 셋째, 온라인 팀 빌딩 활동을 통해 증폭된 집단 효능감은 집단 결속력과 개인의 학업 성취 간의 관계를 매개한다. 본 연구 결과는 심리적 집단 변수가 온라인 교육 환경에서도 개인의 학업 성취에 영향을 줄 수 있음을 지지한다. 이러한 발견은 컴퓨터 지원 협력 학습(CSCL)을 위한 교육 협동 활동의 설계 및 시스템 개발에 관심이 있는 연구자들에게 도움이 될 것이다.

주의력결핍 과잉행동장애(ADHD)는 학령 초기 아동에서 가장 흔한 행동 장애 중 하나이다. 본 연구는 폐기능 측정에 사용되는 호흡 방법과 유사한 빠른 프라나야마(Pranayama) 호흡을 활용하여, ADHD 아동에서 시각적 주의력과 폐기능을 동시에 향상시키는 새로운 가상현실(VR) 훈련 시스템을 제안한다. 우리는 개발한 시각적 주의력 및 폐기능 VR 훈련 시스템을 4주 동안 8회의 훈련 세션에 적용하여, 폐기능이 정상인 ADHD 아동 12명을 대상으로 통제군과 실험군에서 실험을 수행하였다. 제안된 시스템은 ADHD 아동을 위한 호흡을 측정하는 하드웨어와, 호흡 데이터를 직접 입력으로 사용하는 3개의 VR 게임으로 구성된다. 실험 결과는 사전-사후 비교를 위해 대응 t-검정(Paired t-test)을, 집단 간 비교를 위해 독립 t-검정(Unpaired t-test)을 사용하여 분석하였다. 수행된 실험과 관찰에 근거하여, 본 개발 시스템이 ADHD 아동에서 시각적 주의력과 호흡 능력을 동시에 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

시각장애인을 위한 가상현실(VR) 길찾기(wayfinding) 시스템은 존재하지만, VR 환경의 선택이 공간 정보 획득에 영향을 미칠 수 있는지에 대한 연구는 부족한 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 우리는 시각장애인을 위한 두 가지 VR 기반 길찾기 시스템을 설계하였다. 가상 환경에서 사용자가 현실 세계의 트레드밀 위에서 걷는 방식인 제자리 걷기(walk-in-place)와, 가상 환경에서 사용자가 벽과 장애물이 없는 제한된 유사 실제 보행 공간에서 걷는 방식인 지상 보행(overground walking)의 효능을 비교하였다. 이 두 가지 VR 기반 길찾기 시스템에 대해 사용자 실험을 수행함으로써, 시각장애인이 경로와 장애물에 관한 공간 정보를 어떻게 획득하는지 평가하였다. 그 결과, 시각장애인은 지상 보행에 비해 제자리 걷기 방식의 길찾기 후에 경로를 더 정확하게 기억하는 것으로 나타났다. 반대로 장애물은 제자리 걷기보다 지상 보행 방식의 길찾기 과업 후에 경로 상의 장애물을 더 정확하게 기억하였다. 마지막으로, 제자리 걷기와 지상 보행에서 나타난 이러한 결과에 대한 타당성(근거)을 논의하였다.

연구자들은 시각장애인을 위한 가상현실(VR) 시스템을 다양한 오디오 피드백 기법을 통해 개발해 왔다. 그러나 시각장애인과 비시각장애인이 함께 참여할 수 있는 협력형 VR 시스템을 다룬 연구는 많지 않다. 우리는 실제 대결(showdown) 게임과 유사한 VR 쇼다운(VR Showdown)을 개발하여, 시각장애인과 비시각장애인이 원격 가상 환경에서 함께 플레이할 수 있도록 하였다. VR에서 쇼다운 공(Showdown ball)의 공간적 위치를 기반으로 한 공간음향 전달함수(head-related transfer function)를 이용하여 청각적 거리 지각을 구현하였다. 우리는 VR 쇼다운의 두 가지 모드를 개발하였다. 하나는 플레이어 대 AI 에이전트(player vs. AI agent, PvA) 모드로, 시각장애인이 혼자서도 플레이할 수 있다. 다른 하나는 플레이어 대 플레이어(player vs. player, PvP) 모드로, 시각장애인이 네트워크를 통해 다른 플레이어와 함께 플레이할 수 있다. 사용자 연구 결과, 시각장애인과 비시각장애인 모두 서로에게 잘 맞는 수준의 VR 쇼다운 게임을 즐기는 것으로 나타났다.

본 연구는 집단 결속력과 효능감이 온라인(가상) 교육 환경에서 개인의 학업 성취에 미치는 영향이 대면 교육 환경에서만큼 유의미하다는 가설에 기반한다. 이를 위해 본 연구는 VC(Virtual Conferencing)를 활용하여 가상 교실 환경에서 집단 활동의 효과를 탐색한다. 이 연구는 학습 집단의 강한 결속력과 효능감이 개인의 학업 성취에 영향을 준다는 가설에 근거한다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 온라인 환경에서 수행되는 팀 빌딩 활동은 집단 효능감의 수준을 더욱 향상시킬 수 있다. 둘째, 온라인 교육 환경에서 형성된 집단 결속력은 개인의 학업 성취에 긍정적인 영향을 미친다. 셋째, 온라인 팀 빌딩 활동을 통해 증폭된 집단 효능감은 집단 결속력과 개인의 학업 성취 간의 관계를 매개한다. 본 연구 결과는 심리적 집단 변수가 온라인 교육 환경에서도 개인의 학업 성취에 영향을 줄 수 있음을 지지한다. 이러한 발견은 컴퓨터 지원 협력 학습(CSCL)을 위한 교육 협동 활동의 설계 및 시스템 개발에 관심이 있는 연구자들에게 도움이 될 것이다.

주의력결핍 과잉행동장애(ADHD)는 학령 초기 아동에서 가장 흔한 행동 장애 중 하나이다. 본 연구는 폐기능 측정에 사용되는 호흡 방법과 유사한 빠른 프라나야마(Pranayama) 호흡을 활용하여, ADHD 아동에서 시각적 주의력과 폐기능을 동시에 향상시키는 새로운 가상현실(VR) 훈련 시스템을 제안한다. 우리는 개발한 시각적 주의력 및 폐기능 VR 훈련 시스템을 4주 동안 8회의 훈련 세션에 적용하여, 폐기능이 정상인 ADHD 아동 12명을 대상으로 통제군과 실험군에서 실험을 수행하였다. 제안된 시스템은 ADHD 아동을 위한 호흡을 측정하는 하드웨어와, 호흡 데이터를 직접 입력으로 사용하는 3개의 VR 게임으로 구성된다. 실험 결과는 사전-사후 비교를 위해 대응 t-검정(Paired t-test)을, 집단 간 비교를 위해 독립 t-검정(Unpaired t-test)을 사용하여 분석하였다. 수행된 실험과 관찰에 근거하여, 본 개발 시스템이 ADHD 아동에서 시각적 주의력과 호흡 능력을 동시에 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

시각장애인을 위한 가상현실(VR) 길찾기(wayfinding) 시스템은 존재하지만, VR 환경의 선택이 공간 정보 획득에 영향을 미칠 수 있는지에 대한 연구는 부족한 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 우리는 시각장애인을 위한 두 가지 VR 기반 길찾기 시스템을 설계하였다. 가상 환경에서 사용자가 현실 세계의 트레드밀 위에서 걷는 방식인 제자리 걷기(walk-in-place)와, 가상 환경에서 사용자가 벽과 장애물이 없는 제한된 유사 실제 보행 공간에서 걷는 방식인 지상 보행(overground walking)의 효능을 비교하였다. 이 두 가지 VR 기반 길찾기 시스템에 대해 사용자 실험을 수행함으로써, 시각장애인이 경로와 장애물에 관한 공간 정보를 어떻게 획득하는지 평가하였다. 그 결과, 시각장애인은 지상 보행에 비해 제자리 걷기 방식의 길찾기 후에 경로를 더 정확하게 기억하는 것으로 나타났다. 반대로 장애물은 제자리 걷기보다 지상 보행 방식의 길찾기 과업 후에 경로 상의 장애물을 더 정확하게 기억하였다. 마지막으로, 제자리 걷기와 지상 보행에서 나타난 이러한 결과에 대한 타당성(근거)을 논의하였다.

가상현실(VR)은 현실 세계에서 통제가 어려운 상황을 효율적으로 시뮬레이션할 수 있다는 점에서 임상 치료에 활용되어 왔다. 본 연구에서는 만성 주관적 이명 환자에서 VR의 효능을 평가하였다. 환자들이 6–8주간의 VR 기반 이명 완화 프로그램에 참여한 후, 뇌전도(EEG) 분석과 설문지 응답을 바탕으로 임상적 유효성을 평가하였다. 중재는 VR 내에서 이명 아바타를 제거하는 방식으로 이루어졌으며, 이를 통해 환자들이 주관적 이명을 스스로 조절할 수 있는 경험을 할 것으로 기대하였다. 이명과 관련된 전전두 영역의 원천 활동 변화를 분석하기 위해 표준화된 저해상도 뇌 전자기 단층촬영(brain electromagnetic tomography)을 사용하였다. 연구에는 3개월 이상 지속된 만성 비맥동성 이명을 가진 27–68세 환자들이 포함되었다. 환자들은 VR 세션, 신경학적 EEG 및 설문지를 완료하였다. 치료 직후에는 치료 전과 비교하여 이명 핸디캡 설문지 총점에서 통계적으로 유의한 차이가 관찰되었으며(p = 0.002), 치료 1개월 후에도 유의한 차이가 나타났다(p = 0.001). 또한 치료 1개월 후에는 시각적 수치 척도 및 기분 상태 프로파일 점수에서 유의한 변화가 확인되었다. 더 나아가 VR 실험 직후 센서 수준 및 원천 수준 파워 스펙트럼 기준에서도 유의한 변화가 관찰되어, 일부 형태의 인지행동치료와 유사하게 VR 기반 프로그램이 만성 주관적 이명을 가진 환자의 이명 관련 고통을 완화하는 데 도움이 될 수 있음을 시사하였다.

외상 후 스트레스 증상(PTSS)은 COVID-19 팬데믹의 영향을 받은 개인들 사이에서 널리 보고되어 왔다. 안정화 중재는 외상 중심 치료를 위한 준비 단계로서 고통을 감소시키고 정서 조절을 향상시키는 것을 목표로 한다. 본 연구는 세 가지의 검증된 유도 심상(guided imagery) 기법인 빛의 흐름(light stream), 마음챙김 호흡(mindful breathing), 그리고 억제(containment)를 바탕으로 적용한 가상현실(VR) 기반 안정화 프로그램을 평가하였다. 동일한 치료적 스크립트를 제공하는 심상 및 오디오 기반 모바일 앱(대조)과 VR 중재를 비교한 무작위 대조 시험에서, VR 집단의 참여자들은 자기보고 및 임상가 평정 척도 모두에서 PTSS가 유의하게 더 크게 감소하였다. 또한 VR 집단에서만 외상 후 성장, 삶의 질, 그리고 심박변이도(HRV)로 지표화된 자율신경 조절의 유의미한 개선이 확인되었다. 이러한 결과는 몰입형 VR이 안정화 기법의 전달을 향상시킬 수 있으며, 기존의 앱 기반 방법을 넘어 추가적인 심리적 및 생리적 이점을 제공할 수 있음을 시사한다.

목적: 호흡기 감염성 질환의 전 세계적 영향은 상당한 정신건강 문제를 야기하였으며, 향후 팬데믹에 대비하기 위한 선제적 심리중재의 필요성을 부각하였다. 이에 대응하여 가상현실 기반 안정화(virtual reality-based stabilization, VRS)가 외상후 스트레스 증상(posttraumatic stress symptoms, PTSS)과 관련 동반질환을 완화하기 위해 개발되었다. 방법: 본 연구는 COVID-19 치료 병동의 코로나바이러스감염증-19(coronavirus disease-2019, COVID-19) 생존자 및 의료진 43명을 대상으로 VRS의 효과를 평가하고 예측하였다. 5회에 걸쳐 시행된 VRS의 효과는 중재 전후 심리 평가를 통해 PTSS, 우울, 불안, COVID 관련 공포, 외상후 성장, 삶의 질을 측정하여 확인하였다. 또한, 머신러닝 모델을 사용하여 중재 전 심리 평가와 심박변이도(heart rate variability) 검사 결과를 바탕으로 PTSS 및 우울에 대한 중재의 영향을 예측하였다. 결과: 중재 후 결과는 모든 심리적 결과에서 유의한 개선을 보였다. 머신러닝 기반 모델은 PTSS와 우울의 변화에 대해 양호한 예측 정확도를 나타내었다(R2=0.414-0.723). 특히 중재 전 PTSS 및 관련 동반질환 점수가 더 높고, 심박변이도가 더 높으며, 연령이 더 젊은 개인에서 더 두드러진 개선이 관찰되었다. 결론: 본 연구 결과는 VRS가 PTSS 및 관련 상태를 다루는 데 효과적임을 시사하며, 임상 및 인구통계학적 데이터를 예측 모델에 통합함으로써 보다 개인화된 중재 전략을 가능하게 할 수 있다.

가상현실(VR) 환경에서 선택 기법은 사용자가 오브젝트와 상호작용할 수 있는 핵심 요소이다. 그러나 기존의 선택 기법은 대상 오브젝트가 가려져 있는 상황에서 효과적인 성능을 내지 못하는 한계를 지닌다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하고자, 복잡한 3D 환경에서의 선택 성능을 개선하도록 설계된 새로운 선택 기법인 FreeCursor를 제안한다. FreeCursor는 깊이 방향을 조작할 수 있는 커서를 도입하며, 입력 제어장치를 분리하여 제어의 효율성을 높였다. 커서의 화면 평면(xy축) 이동은 조이스틱으로, 깊이 방향(z축) 이동은 손목 회전으로 제어함으로써, 사용자는 세 축의 자유도를 동시에 조작할 수 있다. 이를 통해 더 정밀하고 직관적인 제어가 가능하다. 또한 본 기법은 시각적 피드백을 제공하기 위해 베지어 곡선을 활용하여 광선의 시작점과 커서를 자연스럽게 연결하여 사용자가 공간 관계를 이해하는데 도움을 준다. 커서는 경로상 가장 가까운 오브젝트에 자동으로 선택되어 높은 정확도로 효율적인 선택을 돕는다. 본 연구에서는 가려짐이 없는 환경, 부분적으로 가려진 환경, 완전히 가려진 환경으로 정도가 다른 세 가지 VR 환경을 구성하여 FreeCursor의 성능을 평가하였고, 사용자 실험 결과 본 기법은 완전히 가려진 환경에서 다른 비교 기법에 비해 선택 정확도 측면에서 다른 비교 기법보다 우수한 성능을 보였다.