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[최승문 교수] 비형식 학습 환경에서 물리적 전시물과 햅틱 전시물의 비교 연구

2024-03-08
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[연구의 필요성]
물리적 경험은 학습자의 지각과 학습 개념과 직접 연결함으로써 추상적인 개념 이해를 돕는 특별한 교육적 이점을 지닌다. 햅틱 피드백을 이용한 가상 전시물은 실제 물리적 전시물보다 낮은 비용으로 이러한 학습 효과와 콘텐츠 확장 기회를 제공할 수 있으나, 햅틱 전시물이 비형식 학습 환경에서 제공하는 교육적 가치와 가능성을 조사한 연구는 거의 없다.

[포스텍이 가진 고유의 기술]
본 연구는 큰 시각 디스플레이에 붙일 수 있는 2-자유도 케이블 구동 햅틱 장치를 개발하고 물리적 전시물을 밀접하게 모방하는 가상 지레 시뮬레이션을 구현했다. 개발한 햅틱 전시물을 과학 박물관에서 제공하는 전통적인 물리적 전시물과 직접 비교하여 햅틱 전시물의 학습 원리와 확장된 콘텐츠의 효과를 정성적으로 평가했다.

[연구의 의미]
지역 과학 박물관에서 수행된 사용자 연구는 어린이 방문객들이 햅틱 인터페이스에 대해 지니고 있는 일반적인 생소함에도 불구하 가상 전시물을 잘 받아들이고 높은 수준의 참여 행동을 보인다는 결과를 얻었다. 또한, 가상 전시물과 물리적 전시물은 서로 다른 학습 원리를 기반으로 하며, 이를 통해 가상 전시물을 개선하고 물리적 전시물을 보완할 수 있는 아이디어를 도출했다. 이는 다양한 학습 환경에서 햅틱 시스템의 활용 가능성을 시사하고 효과적인 햅틱 전시물의 추가적인 탐구를 촉진한다.

[연구결과의 진행 상태 및 향후 계획]
본 연구에서는 비형식 학습 환경에서 어린이 방문객을 대상으로 2-자유도 햅틱 인터페이스를 활용한 가상 전시물의 효용성을 평가하였다. 보다 다양한 환경과 사용자를 대상으로 효용성을 조사해볼 필요가 있으며, 실질적인 적용을 위해 햅틱 인터페이스의 안전성을 개선하면 좋을 것이다.

[성과와 관련된 실적]
국제 저널 논문: Lee, D., Nam, D., Yoon, J., Yoon, D., Jeong, S., Kim, K., & Choi, S. (2024). A Comparative Study of Physical and Haptic Exhibits in an Informal Learning Environment. IEEE Transactions on Haptics.

[성과와 관련된 이미지]

 

 

 

 

 

그림 1. 왼쪽: 지역 과학 박물관에 설치되어 있는 전통적인 물리적 전시물. 오른쪽: 2-자유도 햅틱 인터페이스를 활용한 가상 전시물.

 

 

 

 

그림 2. 물리적 전시물과 가상 전시물의 학습 경험 비교. 가상 전시물이 확장된 컨텐츠로 인해 더 높은 사용 시간과 몰입 수준이 높은 사용 행동을 보임.

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