연구진, 가상현실이 어린이와 성인에게 다른 영향을 미친다 발견

스위스 로잔 연방 공과 대학(Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne)의 연구진은 가상현실(VR)이 어린이와 성인에게 다른 영향을 미친다는 것을 발견했다. 이 새로운 연구는 어린이와 성인 모두에게 이 분야에서 거의 연구가 이루어지지 않았기 때문에 중요한 것이다.

가상현실에 대한 흥미로운 관찰

2016년, 로잔 연방 공과 대학의 졸업생인 Jennifer Miehlbradt는 흥미로운 관찰을 했다. Miehlbradt는 사용자가 가상현실에서 상체를 움직여 가상 지형의 장애물을 피하는 드론을 조종할 수 있도록 했다.

“성인들은 단순한 상체 움직임으로 가상 장애물을 통과하는 데 문제가 없었지만, 아이들은 그것을 할 수 없었다”고 Miehlbradt는 말했다. “그때 Silvestro가 나를 그의 사무실로 불렀다.”

당시 Miehlbradt는 Silvestro Micera의 지도 아래 있었다. Micera는 번역 신경 공학 분야의 Bertarelli 재단 의장이었다. 두 사람은 가상현실 상체 실험에 더 많은 것이 있고, 그것이 아이들의 신경계 발달에 대해 어떤 것을 보여주는지 알았다. 그 때까지 아이들에게 가상현실 헤드셋의 영향을 연구한 문헌은 없었다.

이 점을 고려하여, 연구진은 이탈리아 기술 연구소와 협력하여 수년 동안 이 연구를 수행하기로 결정했다. 이 연구에는 6세에서 10세 사이의 80명의 아이들이 참여했으며, 결과는 지난 달 Scientific Reports에 발표되었다.

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

성인은 자전거를 타는 것과 유사하게, 조종을 위해 머리 움직임을 상체에서 쉽게 분리할 수 있다. 이 과정은 시각, 내이의 균형, 그리고 신체의 움직임, 행동, 위치를 감지하는 신체의 능력인 propioception과 같은 여러 감각 입력의 복잡한 통합을 포함한다.

아이들은 아직 상체와 머리 움직임의 조정을 발달시키고 있기 때문에, 성인과는 다르다. 이 연구에서 흥미로운 발견 중 하나는 25년 동안 상체 조정의 발달을 설명하는 ontogenetic 모델에 반한다는 것이다. 이 모델은 1차적으로 상체를 통제하는 것에서 머리-상체 시스템의 분리라는 일방적인 전환을 예측하며, 8세에는 자세 제어가 성숙한다고 나타낸다.

Miehlbradt는 현재 로잔 대학교(UNIL)에서 박사 후 연구를 마치고 있다.

“모델은 1세경에 걷기 능력을 습득한 후 6-7세까지 아이들이 상체를 전체적으로剛性 연결로 제어할 것이라고 말한다. 이후 아이들은 점차적으로 모든 관절을 독립적으로 제어하는 법을 배우지만, 어려운 상황에서는剛性 전략으로 돌아간다”고 Miehlbradt는 계속 말했다. “반면에, 가상 시스템을 몸 움직임으로 제어할 때, 어린 아이들은 머리와 몸이 분리되는 것을 시도하지만, 성인은剛性 전략을 사용한다.”

실험 결과

연구진이 수행한 실험은 아이들에게 가상현실 헤드셋과 움직임 센서를 착용하고 두 가지 게임을 하도록 요청하는 것이었다. 두 실험 모두에서, 아이들은 머리를 사용하여 성인과 비슷한 제어 능력을 보여주었지만, 상체를 사용하여 제어할 때는 성인과 비슷한 수준을 유지하지 못했다.

아이들은 먼저 가상 지형 내에서 다양한 방향으로 표시된 선과 머리와 상체를 정렬하도록 요청받았다.同時에 정렬 오류와 머리-상체 조정이 측정되었다. 실험 결과, 아이들은 머리 제어를 비교적 쉽게 마스터할 수 있지만, 상체를 가상 선과 정렬하도록 요청받을 때, 가장 어린 아이들은 움직임을 과대평가하고 머리를 움직여 보상하려고 시도했다.

두 번째 게임에서는 아이들이 가상 세계에서 비행하는 독수리 뒤에 앉아, 경로에 따라 배치된 금화를 잡도록 요청받았다. 아이들은 다시 한번 머리를 사용하여 새의 비행을 제어하는 것이 더 쉬웠다.

과학자들에게 이것은 모두 머리 제어가 가상현실 환경에서 더 쉽다는 것을 나타냈다. 왜냐하면 원하는 방향이 시각 입력과 일치하기 때문이다. 상체 제어의 경우, 사용자가 시각을 실제 제어에서 분리해야 하기 때문에, 머리-상체 조정이 필요하다. 어린 아이들은 내부적 신체 자세 감각보다 시각 입력을 더 많이 의존하며, 가상현실 환경은 아이들의 뇌를 쉽게 압도할 수 있다.

“결과는 몰입형 가상현실이 아이들의 기본적인 조정 전략을 교란하고, 시각, propioception, 그리고 전정 입력과 같은 다양한 감각 입력을 시각을 위한 것으로 재가중한다는 것을 보여준다”고 Miehlbradt는 설명했다.

“가상현실은 오락뿐만 아니라 재활, 신경 재활, 공포 또는 두려운 상황의 치료와 같은 치료적 응용에도 점점 더 인기를 얻고 있다. 다양한 시나리오를 생성할 수 있고, 그다지 재미없는 활동에 놀이적인 측면을 가져올 수 있기 때문에, 이 기술은 특히 아이들에게 매력적이며, 몰입형 가상현실이 아이들의 기본적인 조정 전략을 교란할 수 있다는 것을 우리는 알아야 한다”고 Miehlbradt는 말했다.