연구자들, 아동과 성인에게서 VR이 다르게 작용한다는 사실 발견

스위스 로잔 연방 공과 대학(Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL)의 연구자들은 가상 현실(VR)이 아동과 성인에게 다르게 작용한다는 사실을 발견했다. 이 새로운 연구는 아동과 성인 모두에게서 가상 현실의 영향에 대한 연구가 거의 이루어지지 않았기 때문에 중요한 의미를 가진다.

VR에 대한 흥미로운 관찰

2016년, EPFL의 졸업생인 제니퍼 미엘브라트(Jennifer Miehlbradt)는 흥미로운 관찰을 했다. 미엘브라트는 사용자들이 가상 환경에서 장애물들을 피하기 위해 몸통을 움직이는 가상 현실을 만들었다.

“성인들은 간단한 몸통 움직임으로 가상 장애물들을 피하는 데 아무 문제가 없지만, 아이들은 절대 못했다”고 미엘브라트는 말했다. “그 때 실베스트로가 나를 그의 사무실로 불렀다.”

당시 미엘브라트는 실베스트로 미케라(Silvestro Micera) 교수의 지도 아래 있었다. 두 사람은 가상 현실 몸통 실험에 더 깊은 의미가 있을 수 있으며, 이는 아이들의 신경계 발달에 대한 어떤 것을 보여줄 수 있을 것이라고 깨달았다. 당시에는 가상 현실 헤드셋이 아이들에게 미치는 영향에 대한 연구가 없었다.

이 사실을 염두에 두고, 연구 팀은 이 연구를 여러 해에 걸쳐 수행하기로 결정했다. 이탈리아 기술 연구소와의 협력을 통해, 6세에서 10세 사이의 80명의 아이들이 연구에 참여했다. 연구 결과는 지난 달 Scientific Reports에 발표되었다.

“이 연구는 운동 제어를 이해하는 기술의 잠재력을 확인한다”고 미케라 교수는 말했다.

성인들은 자전거를 타는 것과 유사하게, 쉽게 머리 움직임과 몸통 움직임을 분리할 수 있다. 이 과정은 복잡한 여러 감각 입력들의 통합을 포함한다. 즉, 균형을 유지하기 위한 내이의 시각 입력과, 몸의 움직임, 행동, 위치를 감지하는 본體 감각이 포함된다.

아이들은 아직 몸통과 머리 움직임의 조정을 발달시키고 있기 때문에, 성인과는 다르다. 이 연구에서 흥미로운 발견 중 하나는, 25년 동안 상체 조정의 발달을 설명하기 위해 사용된 발달 모델에 반한다는 것이다. 이 모델은 단방향적인 전이, 즉剛性 제어에서 머리-몸통 시스템의 분리로의 전이를 예측하며, 8세에 자세 제어가 성숙한다고 나타낸다.

미엘브라트는 현재 로잔 대학교(UNIL)에서 박사 후 연구를 하고 있다.

“이 모델은, 걷기 능력을 습득한 1세부터 6-7세까지, 아이들은 상체를 전체적으로剛性 연결로 제어한다고 말한다. 이 나이 이후, 아이들은 점차적으로 모든 관절을 독립적으로 제어하게 되지만, 어려운 상황에서는剛性 전략으로 돌아간다”고 미엘브라트는 계속했다. “하지만 우리는 가상 시스템에서 아이들이 머리와 몸통을 분리해서 움직이려고 시도하는 것을 발견했으며, 성인들은剛性 전략을 사용한다는 것을 발견했다.”

실험 결과

연구 팀이 수행한 실험은 아이들에게 가상 현실 헤드셋과 움직임 감지기를 착용하고, 두 가지 게임을 하도록 요청하는 것이었다. 두 실험 모두에서, 아이들은 성인과 유사한 제어 능력을 보여주었지만, 몸통을 사용하여 제어할 때는 성인만큼 따라가지 못했다.

아이들은 먼저 가상 환경에서 머리와 몸통을 특정 방향의 선과 일렬로 맞추도록 요청받았다.同時에, 정렬 오차와 머리-몸통의 조정이 측정되었다. 이 실험은 아이들이 머리 제어를 비교적 쉽게 마스터할 수 있지만, 몸통을 가상 선과 일렬로 맞추라고 요청받을 때, 가장 어린 아이들이 과도한 움직임을 보이고, 이를 보상하기 위해 머리를 움직이려고 했다.

두 번째 게임에서는 아이들이 비행 시뮬레이션에 참여하도록 요청받았다. 아이는 가상 세계에서 날아가는 새의 등에 앉아, 특정 경로에 위치한 금화들을 잡아야 했다. 아이들은 다시 한번 머리를 사용하여 새의 비행을 제어하는 데 더 쉽게 했다.

이 모든 것은 과학자들에게, 머리 제어가 가상 환경에서 더 쉽게 된다는 것을 의미했다. 왜냐하면 원하는 방향이 시각 입력과 일치하기 때문이다. 그러나 몸통 제어는 시각을 실제 제어와 분리해야 하므로, 머리-몸통의 조정이 필요하다. 젊은 아이들은 내부적 몸 자세 감각보다 시각 입력에 더 의존하며, 가상 환경은 아이들의 뇌를 쉽게 혼乱시킬 수 있다.

“결과는, 몰입형 가상 현실이 아이들의 기본 조정 전략을 혼乱시킬 수 있으며, 시각, 본체 감각, 평형 감각 등의 다양한 감각 입력을 시각을 위한 것으로 재조정할 수 있다”고 미엘브라트는 설명했다.

“가상 현실은 오락뿐만 아니라 재활, 신경 재활, 공포증이나 두려운 상황을 치료하는 데에도 사용되고 있다. 다양한 시나리오를 만들 수 있고, 기타 활동에 놀이적인 측면을 가져올 수 있기 때문에, 이 기술은 특히 아이들에게 매력적이다. 그리고 우리는 몰입형 가상 현실이 아이들의 기본 조정 전략을 혼乱시킬 수 있다는 것을 알아야 한다”고 미엘브라트는 말했다.