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국문

전 세계적으로 노인인구가 증가함에 따라 개인적, 심리적, 사회적으로 다양한 문제가 발생하였다. 특히 노인 의료비가 폭발적으로 증가해 국가재정에 부담을 주고 있다. 이처럼 노인 의료비 지원에 한계가 나타나면서 질병 치료에 목적을 두었던 기존의 정책들이 운동과 신체활동의 촉진을 통한 예방 차원으로 패러다임이 변화하고 있다. 그러나 노인들은 신체활동의 필요성을 적게 느끼고, 운동을 시작하였다 하더라도 단순 반복되는 운동에 금방 흥미를 잃어 6개월 이내에 절반 이상이 운동을 중단하는 것으로 나타났다. Hagberg 와 그의 동료들은 운동을 꾸준히 하는데 가장 중요한 요인은 운동을 하면서 따르는 재미와 즐거움이라고 하였다. 이러한 요인을 충족시켜줄 수 있는 방법 중 하나가 바로 가상현실을 활용하여 운동의 효과를 얻는 것이라 생각된다. 가상현실 기반의 운동용 자전거 시스템의 대부분은 3D그래픽으로 만들어진 가상의 운동경로와 HMD로 사용자의 시야를 제공하고 있다. HMD는 현실감과 몰입감을 높일 수 있다는 장점을 갖고 있지만 노인들은 젊은 사람들보다 HMD를 사용하여 가상세계에 몰입하는 경험에 부작용을 일으킬 가능성이 더 높고 심각할 수 있다는 우려가 있다. 따라서 가상현실의 부작용을 최소화 하고 노인들의 신체활동을 증진시킬 수 있는 가상현실 기반의 운동용 자전거 시스템 개발이 필요하다. 최근 360도 가상현실 영상 콘텐츠에 대한 관심이 급증 하면서 의학과 재활에서 360도 가상현실 영상을 적용하는 연구들이 늘어나고 있다. 특히 Calogiuri 와 동료들의 연구는 360도 VR 영상에서 Treadmill Training을 한 그룹이 실외걷기를 한 그룹과 비교하여 운동의 효과가 비슷하다는 것을 확인하여 360도 VR 영상을 접목한 운동의 가능성을 제시하였다. 그러나 360도 가상현실 영상 또한 Cyber-sickness의 문제점을 해결하지 못하였는데 그 이유는 360도 가상현실 영상을 제어하기 위해 Tracking 기술이 첨부된 몰입형 HMD와 모바일폰 형 HMD를 통해 제공하기 때문이다. Calogiuri 와 동료들은 360도 가상현실 영상을 제대로 활용하기 위해서는 Cyber-sickness를 해결해야 한다고 하였다. 따라서 본 연구의 목적은 1) 360도 가상영상의 Cyber-sickness 문제를 해결할 Display 방식과 2) 수동적인 관람만을 할 수 있는 360도 VR 영상을 운동에 안전하게 활용할 수 있도록 사용자의 움직임과 Interaction 할 수 있도록 하고 3) 노인을 대상으로 하는 360도 가상현실 영상 기반 운동용 자전거 시스템의 유용성을 알아보고자 한다.

영문

The elderly population has increased globally, various personal, psychological and social problems have arisen. Especially, the elderly medical expenses are explosively increasing, which puts burden on the national finances. As a result, the existing policies aiming at the treatment of diseases are changing paradigms as a preventive measure through the promotion of physical activity and exercise. However, the elderly felt less need for physical activity, and even though they started to exercise, they soon lost interest in simple repetitive exercises, and more than half of them stopped exercising within 6 months. Hagberg and his colleagues said that the most important factor in maintaining the exercise is the fun and joy of following the exercise. One of the ways to meet these factors is to use virtual reality to gain the effect of exercise. Most of the virtual reality-based athletic bicycle systems provide a user's view with an HMD and a virtual motion path made of 3D graphics. Although HMD has the advantage of being able to increase the sense of reality and immersion, there is a concern that older people may be more likely to have adverse side effects from immersing themselves in the virtual world using HMDs than younger people. Therefore, it is necessary to develop a virtual reality - based exercise bicycle system that can minimize the side effect of virtual reality and enhance the physical activity of the elderly. Recently, interest in 360 degree virtual reality video content has been rapidly increasing, and many studies have been conducted to apply 360 degree virtual reality images in medicine and rehabilitation. In particular, Calogiuri and colleagues found that a group of Treadmill Training in a 360 degree VR image showed similar effects of exercise compared to a group of outdoor walking, suggesting the possibility of exercise incorporating a 360 degree VR image. However, 360 degree virtual reality images also did not solve the problem of Cyber-sickness because it provides immersive HMD with tracking technology and mobile phone type HMD to control 360 degree virtual reality images. Calogiuri and colleagues said that cyber-sickness must be solved in order to utilize 360 ​​degree virtual reality image properly. Therefore, the purpose of this study is to (1) display method to solve the cyber-sickness problem of 360-degree virtual image and (2) to interact with the user's movement so that 360-degree VR image And 3) to examine the usefulness of a 360 - degree virtual reality image - based bike system for elderly people.

국문

본 연구는 Curved TV플랫폼에서 360° 가상현실 비디오를 활용하여 개발한 몰입형 자전거 콘텐츠가 실제 노인 분들에게 적용하였을 때 기존의 가상현실의 문제점으로 지적되는 가상멀미를 유발하는지를 확인 하고자 합니다. 그리고 이 시스템이 노인분들이 사용하시기에 유용한 것인지 유용성을 알아보고자 합니다.  실험 장치는 curved TV 화면 앞에 설치된 Recumbent cycle로 구성 됩니다. 360° 카메라로 촬영한 영상을 Horizontal field of view of 100°로 제작하여 curved TV 화면으로 제공하고, 페달 RPM 속도에 따라 360° Video 영상속도가 증·감 되고 자전거를 타면서 머리를 돌리면 이동에 따라 시점이 변하는 360도 자유 시점을 제공 할 것입니다.  사용자가 실외에서 실제로 자전거를 타고 있다는 현실감과 몰입감을 제공한 상태에서 30분간 자유롭게 자전거를 1회 탈 것입니다. 참가자들은 각자 다른 날 실시할 것이며, Stretching 5분과 cycle 5-min warm-up을 거친 후 실시 될 것입니다. 영상에 대해 몰입을 할 수 있도록 실험실은 운동이 시작되면 모두 소등하여 암실 상태로 유지할 것이며 25도의 실내 온도를 유지할 것입니다. 연구 책임자는 항상 참석하여 실험을 진행할 것이며 참가자의 안전을 위해 자전거를 타는 동안에도 옆에서 대기하고 있을 것입니다. 1회, 30분간의 실험이 끝나면 10분간 휴식을 취한 뒤, 바로 가상현실 멀미감에 대한 설문지와 360도 가상현실 비디오 기반의 자전거 콘텐츠의 유용성과 몰입감을 평가할 설문지를 실시할 것입니다.

영문

The purpose of this study is to confirm whether the immersive bicycle contents developed by using 360 ° virtual reality video on the Curved TV platform will induce virtual motion sickness which is pointed out as a problem of existing virtual reality when applied to real elderly people. And I want to know if this system is useful for the elderly. The experimental device consists of a Recumbent cycle installed in front of the curved TV screen. 360 ° camera images are produced in a horizontal field of view of 100 ° and provided as a curved TV screen. The speed of 360 ° video image is increased or decreased according to the speed of the pedal RPM. If you turn your head while riding a bicycle, It will provide a 360 degree free point of time change. You will be able to freely ride your bike once for 30 minutes, providing realistic and immersive experience that you are actually riding your bicycle outdoors. Participants will be on different days and will be conducted after 5 minutes of Stretching and 5-min warm-up cycles. To be able to immerse in the image, the lab will turn off when it starts, keep it in the dark, and maintain a room temperature of 25 degrees. The research director will always be present and conducting the experiment and will be standing next to you while riding your bike for the safety of participants. After 1 hour and 30 minutes of experiment, we will take a 10-minute break, and then we will conduct a questionnaire to evaluate the questionnaire about virtual reality nausea and the usefulness and immersion of bicycle contents based on 360 degree virtual reality video.

상세내용 영문

The purpose of this study is to confirm whether the immersive bicycle contents developed by using 360 ° virtual reality video on the Curved TV platform will induce virtual motion sickness which is pointed out as a problem of existing virtual reality when applied to real elderly people. And I want to know if this system is useful for the elderly. The experimental device consists of a Recumbent cycle installed in front of the curved TV screen. 360 ° camera images are produced in a horizontal field of view of 100 ° and provided as a curved TV screen. The speed of 360 ° video image is increased or decreased according to the speed of the pedal RPM. If you turn your head while riding a bicycle, It will provide a 360 degree free point of time change. You will be able to freely ride your bike once for 30 minutes, providing realistic and immersive experience that you are actually riding your bicycle outdoors. Participants will be on different days and will be conducted after 5 minutes of Stretching and 5-min warm-up cycles. To be able to immerse in the image, the lab will turn off when it starts, keep it in the dark, and maintain a room temperature of 25 degrees. The research director will always be present and conducting the experiment and will be standing next to you while riding your bike for the safety of participants. After 1 hour and 30 minutes of experiment, we will take a 10-minute break, and then we will conduct a questionnaire to evaluate the questionnaire about virtual reality nausea and the usefulness and immersion of bicycle contents based on 360 degree virtual reality video.

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Elderly persons aged 65 to 75 years without disease

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Cybersickness

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After intervention

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System Usability

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After intervention

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All participants successfully completed without any discomfort. Mean score for the System Usability Scale was 94.60 (range 90-100) indicating that participants were accepting of the technology. The SSQ showed a mean total score of 2.24 (SD = 2.05) indicating that the system was well tolerated and produced minimal side effects.