작성자 : 황석환
■ 감성기술이란
인체의 특징과 감성을 제품설계에 최대한 반영시키는 기술로, ‘인간이 가지고 있는 소망으로서의 이미지나 감성을 구체적인 제품설계로 실현해내는 공학적인 접근방법’이라고도 정의할 수 있다.
기본 철학은 인간 중심의 설계이며 1988년 시드니 국제 인간공학 학회에서 감성공학으로 명명되었다. 궁극적으로 감성공학은 인간의 감성을 과학적으로 해석한 후 이에 적합한 제품, 환경 시스템 설계, 개발을 최종 목적으로 하는 과학이다.
감성기술은 사용자의 경험을 통해 얻어지는 외부의 물리적 자극에 반응하는 감각이나 지각으로 인해 인간 내부에서 일어나는 복합적인 ‘감성(고품격, 쾌적함, 압박감 등)’을 과학적으로 측정하고 분석해낸다. 이를 제품이나 환경설계에 공학적으로 응용해 편리하고 안전하며 더 나아가 인간의 삶을 쾌적하게 하고자 하는 기술이 바로 감성기술이다. 감성기술은 다학제적인 특성상 인문사회과학, 공학, 의학 등의 광범위한 영역에 걸쳐있다.
감성기술은 크게 생체측정, 인간 및 인지(認知)공학을 포함하는 인간 감성특성 파악기술, 산업디자인 및 인공현실감 등의 감성디자인 기술, 반도체센서·퍼지·신경망기술 등 오감센서 및 감성처리기술, 마이크로 기구설계, 극소기계응용의 마이크로 가공기술 등으로 나뉜다.
■ 감성기술의 종류
1. 제품설계에 활용할 수 있는 인간특성을 파악하는 기반기술
- 인간공학 : 인간의 신체적 인지적 특성을 고려하여 인간을 위해 사용되는 물체,
시스템, 환경의 디자인을 과학적인 방법으로 기존보다 사용하기 편하게 만드는
응용학문이다.
- 생리학 : 생물체의 "기능"을 연구하는 과학의 한 분야이다
- 생체기술 : 생물체가 갖고 있는 다양한 기능을 인위적으로 모방하여 이용하는
기술
- 인간감각 계측기술 : 인간이 가지고 있는 감각을 측정해내는 기술
2. 인간특성에 알맞도록 인터페이스를 구현하기 위한 구현기술
- 센서 및 센싱 기술 : 온도·속도 또는 기타 작동 장치의 상태를 계측 제어 등을
검사하며 어떠한 반응에 의해 자동으로 행동을 결정하는 기술
- 디스플레이 기술
- 액튜에이터 기술 : 유체 에너지를 이용하여 기계적인 작업을 하는 기술
- 센서 퓨전 기술 : 센서란 측정 대상물로부터 물리량을 검출하고 검출된 물리량
을 전기적인 신호로 변환시켜주는 소자를 의미한다. 센서기술은 이러한 센서를
응용하는 기술을 말한다.
- 마이크로 머시닝 기술 : 집적회로(IC) 제조기술을 이용하여 가동부가 있는 3차
원 구조의 센서를 미크론 단위로 미세 가공하는 기술.
- 퍼지 뉴럴 네트워크기술 : 인간의 뇌의 기능을 적극적으로 모방하려는 기술
- 산업 디자인 기술
3. 인간에 대한 적합성을 판단하고 새로운 감성을 창출하기 위한 응용기술
- 사용성 평가기술
- 가상현실기술 : 어떤 특정한 환경이나 상황을 컴퓨터를 이용하여 3차원 그래픽
으로 나타냄으로써 그것을 사용하는 사람이 마치 실제 주변 상황이나 환경과
상호작용을 하고 있는 것처럼 만들어 주는 기술
■ 감성기술 적용 사례
1. 주행안전도우미
닛산은 모든 주행방향, 주행상황에서 충동을 방지하며, 경로이탈시 정해진 차선으로 복귀할 수 있도록 하는 시스템을 개발하고 있다. 차량 앞뒤의 안전거리 조절, 후방 충돌방지 등을 통해 모든 종류의 충돌을 방지하고 있다. 이외에도 자동주차, 주차 보조시스템, 후방경고 등을 통해 청각 및 시각을 활용한 감성기술로 보다 안전한 주행이 가능하도록 지원될 예정이다.
2. 무안경 3D TV
디스플레이산업의 발전중에 감성기술과 관련된 것은 무안경 3D TV 기술이 대표적이라고 할 것이다. 다른 TV기술들도 자연에 가장 가까운 색을 표현함으로써, 인가의 눈에 주는 피로도를 저하시켜 장시간 TV시청이 가능하도록 하는데 기여하고 있다. 무안경 3D TV는 인간 눈의 움직임에 따라 최적의 3D화면을 구현해 줌으로써, 기존 3D TV시청의 가장 큰 문제점이였던 눈의 피도로 증가와 3D 화면의 불규칙성 문제를 해결 할 수 있을 것으로 본다.
3. 스마트 UI
터치 기술의 발전은 정보통신 기기들이 감성 기술을 수용한 최초이자, 최대의 혁신적 기술이라고 할 것이다. 터치기술은 공항이나 공공서비스 건물에 있는 키오스크에서 시작되었다.
터치기술의 혁신적 발전은 휴대폰에서 시작되었다. 스마트폰인 아이폰에서 터치 기술을 활용하면서 시장에서 선풍적인 인기를 끌자, 모든 스마트폰에서 터치 입력방식은 기본 기술로 적용되고 있다.
■ BCI기술이란
BCI(Brain-Computer Interface, 뇌-컴퓨터 인터페이스)는 뇌신경계로부터의 신호를 측정, 분석하여 컴퓨터 또는 외부기기를 제어하거나 사용자의 의사, 의도를 외부에 전달하기 위한 기술을 통칭한다.
특히 BCI는 근위축성측삭경화증(amyotrophic lateral sclerosis: ALS, 흔히 루게릭병으로 불림), 뇌줄기졸중(brainstem stroke), 척수 손상, 뇌성마비 등의, 선천적 혹은 후천적 요인들로 인하여 뇌와 근육 사이의 신경 연결성이 끊어진 환자들이 외부와 소통할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다는 점에서 매우 큰 사회적, 경제적 파급효과를 창출할 것으로 기대되고 있다. 현재 미국에서만 200만명 이상의 신경계 손상 환자들이 보고되고 있으며 세계적으로는 훨씬 많은 숫자의 환자들이 BCI 기술의 보급을 고대하고 있다. 현재 전세계적으로 100여개 이상의 연구 그룹에서 BCI와 관련된 활발한 연구가 수행되고 있으며 최근 급속히 발전하고 있는 첨단 학문 분야이다.
■ BCI 시스템의 기본적인 흐름
BCI 시스템은 기본적으로 다음와 같이 구성된다. 측정된 신호는 먼저 잡음 제거, 채널선택, 주파수 및 시간 영역 선택등의 전처리 과정을 거친 후, 특정 정보 추출단계를 통해 시스템이 사용자의 의도나 상태를 예측하는데 사용될 수 있는 정보를 추출하고, 그런 정보를 바탕으로 빠르게 의도 및 상태 분석의 결과를 내는 분류단계를 거친다.
그리고 분석된 사용자의 의도, 상태를 통해 컴퓨터 및 기계를 조정하거나 혹은 사용자 에게 다양한 모달리티를 활용하여 직접적으로 피드백을 주기도 한다.
■ BCI 기술 적용 사례
1. 척수손상에 따른 움직일수 없는 환자에게 간단한 물건 집기나 걷는 동작이 가
능한 신체 대체기능
2. 뇌파측정기를 이용한 게임 플레이 등
■ BCI 기술이 극복해야 할 점들
1. 신호의 변화성과 기존의 패러다임에서 알려진 뇌파 형태를 생성해내지 못하는
사용자들에 대한 해결방안이 있어야한다.
2. 하드웨어적인 기기의 안정성과 간소화/경량화가 되어야한다.
3. 시스템의 정보전달이 짧은 응답시간에 따른 최대의 정확도를 내어야 한다.
4. 동기/비동시 방식에 대한 해결이 필요하다
참고자료
감성기술 (산업안전대사전, 2004.5.10, 도서출판 골드)
세상을 바꾸는 생각들 (한국산업기술진흥원, 2012,12, 지식융합팀)
뇌-컴퓨터인터페이스 시스템의 원리 및 기술 동향 (광주과학기술원, 2011.4)
