연구 분야
인지공학 사용성공학 HCI 항공심리 가상환경




인지공학(Cognitive Engineering)
   


  인지공학(Cognitive Engineering)은 심리학 영역의 인지 심리학에서 파생된 분야이다. 이에 대해 알아보기 위해, 일단 인지심리학(Cognitive Psychology)의 정의를 살펴보면, 광의의 일반적인 정의로는 " 인간의 마음이 어떻게 작용하는가? "를 연구하는 학문이다. 그러나 심리학 전체의 연구 문제들을 모두 포괄하는 이러한 정의보다는 협의의 구체적인 의미의 정의가 일반적으로 받아들여지고 있다. 인간을 다른 동물들과 구별짓는 본질적인 특성은 인간이 마음을 지니고 있다는 것이다. 그리고 마음의 주 특성은 데카르트가 이야기했듯이 인지(앎 ; cogito)이다. 인간은 일상생활에서 대상을 인식하고, 주의하고, 기억하고, 학습하고, 언어를 사용하고, 생각하고 느끼는 등의 인지적 활동을 하며 생활을 영위한다. 이러한 활동들은 각종 생활 장면 내에서의 인간 내적, 외적 자극들에 대하여 지식, 정보를 획득하고, 그것을 변형시키고, 또 산출해 내는 고등 정신 활동들인 것이다. 마음은 이러한 '심적 과정(processes)'과 그 대상이 되는 정보들을 '내용(contents)'으로 하여 이루어진다. 심적 과정들에 의해 획득, 보유, 산출, 활용되는 지식, 즉 마음의 내용을 '표상(representations)'이라 한다. 내외적 정보의 내용을 심적 표상으로 형성, 보유, 변환, 산출, 활용하는 과정들을 인지과정이라 한다.

  인지 심리학이란 인간의 마음을 정보처리체계로 간주하는 정보처리 적 관점에서, 인간의 내외적 정보의 처리과정과 지식 표상의 본질을 경험적, 체계적으로 탐구하는 학문으로 정의될 수 있다. 즉, 인지심리학은 주의, 형태 지각, 학습, 기억, 언어처리, 문제해결 적 사고, 추리, 판단과 결정 등의 인지과정들을 중심으로 인간 마음의 과정적, 내용적 본질을 경험적으로, 특히 실험적 방법을 주로 사용하여 연구하는 학문이다. 이러한 인지심리학의 분야로부터 인지과학(Cognitive Science)이라는 분야가 파생되었다. 인지 심리학 분야의 제반 이론들을 과학적 방법론들을 사용하여 접근하기 위해 파생된 분야라고 할 수 있다. 인지과학은 앎의 과학이다. 인지과학에서는 인지(認知)라는 말은 앎을 뜻한다. 일반적으로 사용하는 인식(認識)이란 대소 수동적 수용과정을 지칭한다고 볼 수 있으며, 의지 등의 능동적 지적 과정들을 다 포괄하지 못하는 좁은 의미의 개념적 뉘앙스를 지니고 있다고 하겠다. 따라서 보다 능동적 과정의 의미를 강조하며 지적 과정 전체를 포괄하는 의미에서 인지라는 표현을 사용한다. 앎은 인간의 마음의 작용에서부터 비롯되는 것이기 때문에 인지과학을 좀더 넓게 정의한다면 '마음의 과학(the science of mind)'이 된다. (Gardner, 1985; Stillings, Weisler, Chase, Feinstein, Garfield, & Rissland, 1995).

  인지과학의 연구대상인 마음은 각종 정보를 획득, 저장, 인출, 변형 및 활용하는 복합적인 정보처리 기관(체계)으로서 그 속에 우리의 세계가 반영되어 있는 하나의 소우주이다. 따라서 마음의 본질을 이해하기 위해서는 세상에 대한 인식 및 이해 과정, 언어나 상징이 두뇌(기억)에 표상(represent)되는 원리, 지적 능력을 구현하는 뇌의 구조와 기능, 컴퓨터를 이용한 지능의 분석이나 형식화, 문화 인류적인 이지 형태의 분석, 각종 인공물에서 지(知)가 구현되고 또 인공물을 활용하는 양식 등과 같은 제반 문제들을 다룰 수 있는 하나의 종합적인 설명의 과학이 필요하다. 바로 그 과학이 인지과학이다. 달리 표현한다면, 인간, 동물 및 기계(컴퓨터)에서 나타나는 지(知)의 본질과 인간의 지적 활동의 산물인 각종 인공물에서 이러한 지(知)가 어떻게 구현되는가 하는 문제를 연구하는 종합 과학적 학문이 인지과학이다. 이러한 인지심리학(Cognitive Psychology)과 인지과학(Cognitive Science)로부터 인지공학(Cognitive Engineering)이 파생되어지게 되었다 (혹자들은 응용인지과학 이라고 명명하기도 한다). 대부분의 Engineering이 그러하듯이 인지 공학 역시 실제적 적용 및 응용에 그 근간을 두고 있다고 할 수 있다. 즉, 인지심리학에서 정의되어진 가설 및 이론들과 인지과학에서 밝혀진 과정들을 공학적 방법론을 통해 실제 시스템 및 인터페이스 설계에 적용하는 실질적인 학문이 바로 인지 공학인 것이다.





사용성공학(Usability Engineering)
   




  '사용편의성(Usability)'라는 단어매우 복잡한 컴퓨터 응용제품에서의 사용자의 정보처리면의 인지적 연구를 하는 것이라던가 혹은 컴퓨터 소프트웨어에 있어서의 사용편의성을 의미하는 것이었다. 사용편의성은 SUI (Solid User Interface)나 GUI (Graphical User Interface)에 있어서의 사용자 인터페이스 문제를 주로 다루고 있으며, 평가방법은 물리적 제품이나 소프트웨어의 경우 그들을 사용하는 어떤 특정 목적이나 직무(Task)가 있고, 직무수행에 있어서 피험자에게 어떤 기능을 수행하여 보도록 하여 이들을 기록하고 그 기능 수행 과정 중 발생하는 어려움, 오류 또는 총 소요시간 등을 평가하게 된다.



사용성 설계의 원리

기능 표현의 명료성 (Clarity of Functional Identity) :  Analogy 나 Metaphor 의 사용이 적절한가?
기능-디자인 상호 연관성 (Function-Design Compatibility):  형태나 색 크기등의 디자인 요소가 사용자의 정신모형에서 기대하고 예측하는 기능성과 상호 연관이 되는가?

기능-위치 상호 연관성 (Function-Space Compatibility):  같은 기능을 하는 키나 아이콘끼리는 공간적 거리가 가까울 수록, 유사한 기능으로 인식할 확률이 커지고 이와 반대의 경우도 마찬가지이다. 이를 통한 오조작을 예방할 수 있다.

유사 기능별 미학적 통일성 (Aesthetic Ensemble Among Related Functions) :  기능이 유사한 아이콘, 버튼, 조그 셔틀이 같은 디자인컨셉에 의한 통일성을 가지고 있을 때 오조작을 최소화 할 수 있다.

논리성 (Logical Construction) :  전체적인 사이트를 구성할 때, 설명할 수 있는 논리적인 구조가 있는가?
접근성 (Accessibility) :  시스템적 구조나 언어가 사용자가 쉽게 접근할 수 있도록 설계 되었는가?
학습성 (Learnability) :  사용법을 숙지하는데 얼마나 오랜 시간이 걸리는가?
사용자 중심성 (User Centeredness) :  사용자의 입장에서 설계되었는가? 사용자 중심적인 언어를 사용하고 있는가 ? 다양한 사용자 전문성 수준을 고려하였는가?
항행용이성 (Ease of Navigation) :  메뉴간의 이동이나 사이트 내에서의 이동이 빠르고 편리한가 ? 현재 검색이 진행 중인 페이지의 위치를 전체 Map과 비교하여 쉽게 인지할 수 있는가?
구조적 일관성(Structural consistency) :  화면 구성 논리가 일관성이 있는가? 특정 기능의 배열과 내용의 위치가 일관성 있는가?
언어적 일관성 (Grammatical and Linguistic Consistency) :  사이트 내에서 사용하는 언어의 체 (style)가 언어 혼용 (영어나 한국어) 패턴이 일관성이 있는가?
색채 사용의 일관성 (Color Consistency) :  사이트에서 사용하는 색채가 일관된 의도와 일관된 디자인 개념을 가지고 사용되었는가? 색채가 내용을 그룹핑 (grouping)하는데 도움을 주는가?

정보량의 적절성 (Proper Amount of Information) :  한 화면이나 단위 작업을 실행하기 위해 처리해야 할 정보량이 너무 많지 않은가? 혹은 그 반대 경우인가?
오조작 허용성 (Forgiveness) :  오조작이 발생했을 경우 이를 쉽게 되돌릴 수 있는가? 오조작이 발생했을 경우 치뤄야할 대가가 너무 크지 않은가?
상호 대화성 (Inter-Activeness) :  제품이나 시스템에서 일어나는 일들을 이해하고 자신이 의견이나 생각을 표현할 수 있는가? 시스템과의 의사 교환이 일어나고 있는가?
개인 정보 보안성 (Security of Personal Information) :  개인의 정보가 유출 될지도 모르는 불안감을 없앨 수 있는가? 개인정보가 보호 된다는 확신을 주고 있는가?
미적 품위 (Aesthetic Integrity) :  디자인이 너무 강조되어 전반적인 분위기가 산만하지 않은가? 디자인이 아름답고 절제된 분위기에서 조화롭게 이루어졌는가?
감성적 만족도 (Emotional Satisfaction) :  시스템을 사용하고 난 후 감성적인 만족감을 제공할 수 있는가? 감성을 자극하는 Interactive 한 Tool (소리, 색, 표현 등)이 종합적으로 적절히 사용되고 있는가?




HCI (Human-Computer Interaction)
   


HCI (Human-Computer Interaction)란?

   HCI는 Human Computer Interaction의 약자이다. 즉, 인간과 컴퓨터- 크게 말하면 기계-의 상호작용을 연구하는 산업공학의 한 분야이다. HCI는 정보통신 산업사회의 Computer H/W 및 S/W 관련 시스템을 연구, 개발함에 있어서 생리적, 지능적, 감성적 특성 등의 인간요소(Human Factor)를 고려한 User-Oriented Design을 추구하여 사용자 편의성(Usability)과 수용성(Acceptability)이 우수한 인간 최적합의 Computer 시스템을 구축하기 위한 제학문적(Interdisciplinary Technology; 전자공학, 컴퓨터공학, 제어공학, 정보 및 생체역학, 상업심리학, 작업생리학, 산업공학, 인간공학 등) 연구이다.

  즉, 컴퓨터 시스템 설계시 인간의 요소를 고려하여 효율성을 높여 사용자가 배우기 쉽고, 상용시 불편함을 최소화하여 만족스러운 작업을 할수 있도록 구성하는 것이다. 그러기 위해 산업공학의 전공인 인간공학을 중심으로, 인지공학, 안전공학, 감성공학을 공부하며, 기반이 되는 여러 툴들을 배우고 있다. 인간(사용자) 중심의 공학을 연구하는 HCI는 공학 중 유일하게 방법공학, 관리공학을 지향하며 인간의 조화로운 기계와의 상호 작용으로 효율성향상과 안전성 향상에 기여하고 있다.



HCI의 중요성

  최근의 컴퓨터의 운영체계가 Text위주의 명령에서 Windows와 같은 GUI(Graphical User Interface) 방식으로 바뀌고있고 인간의 다양한 기능을 사용하는 Multimodal Interface 시스템으로 발전하고 있다. GUI는 HCI의 주된 목적인 사용하기 쉽고 배우기 쉽고 사용시 편리함을 느낄 수 있도록 고안된 기술로서 상업적으로 크게 성공함으로서 인간요소의 고려가 매우 중요함을 보여주는 예가되며, 차세대 멀티미디어 정보통신서비스가 유용한 인간생활의 수단이 되기 위한 복합적 지능적 인간적 멀티모달 인터페이스의 연구가 필요하다.


HCI의 발달배경은 다음과 같다.

컴퓨터 사용계층의 일반화
컴퓨터 사용환경의 다양화
매체의 다양화
기술 및 경제적 중요성




항공심리(Aviation Psychology)
   


항공심리학(Aviation Psychology)의 정의와 분야

  항공심리학(Aviation Psychology)은 응용심리학의 한 부분으로써 인간의 비행과 관련된 모든 요소들을 심리학적인 측면에서 연구, 해석하는 학문을 말한다. 그리고 교육, 의학, 기업적/조직적 요소, 실험, 생리학, 인간의 인지와 관련된 심리학의 전반에 걸친 지식들을 포함한 종합적인 심리학 분야라고 할 수 있다. 또한 이것에 추가하여 조종사의 작업, 기억과 의사 결정, 조종실 설계, 인간과 장비와의 상호작용(HCI), 인간 요소(Human Factor) 디자인, 훈련 시스템 개발, 프로그램 관리 및 인간 수행도에 관한 연구가 포함되어야 한다.


역사

  1903년 Wright 형제(Wilbur and Orville Wright)가 비행을 처음 실시한 이후, 제 1차 세계 대전 중에는 공군 조종사 훈련을 위한 지원자를 정확하고, 짧은 시간 안에 선택하기 위하여 항공 심리 분야가 필요하게 되었다. 이후 여러 전쟁에서도 조종사의 역할이 증가됨에 따라 인간의 능력과 특성에 관한 연구가 활발히 진행되었다. 그리고 제2차 세계 대전 중에는 조종사의 훈련에 관한 분야가 중심이 되었고, 1942년에는 미 해군에서 처음으로 항공심리에 대한 Test가 수행되었다. 또한 제2차 세계 대전 후에는 조종사의 주의 분배 능력, 조종 계기로부터의 정보 획득을 위한 눈의 이동 패턴에 대한 분야를 연구하게 되었고, 1950년 제트 항공기가 발명되면서 발전 속도는 더욱 빨라지면서, 1970년대는 조종사의 작업 부하 및 인간의 다중 작업에서의 수행도 한계에 대한 연구가 수행되었다. 현재는 1980년대 이후부터 항공 장비의 컴퓨터화로 인해, 비행의 자동화로 인한 인간과 자동 항공장비와의 상호 작용 분야에 대한 연구가 활발히 전개되고 있다.


항공 심리(Aviation Psychology)와 인간 요소(Human Factor)

  항공 심리(Aviation Psychology)는 인간 요소(Human Factor)의 광대한 분야의 연구를 포함한다. 항공에서의 인간 요소(Human Factor)는 비행을 할 때의 인간과 장비의 상호작용을 통한 인간의 오류에 관한 연구 분야이다. 따라서 앞으로의 인간 요소(Human Factor)는 조종사의 능력을 극대화시키고, 오류를 최소한하며, 조종사의 안전을 최대한 보장하는 항공 장비를 개발하기 위하여 적용되어져야 한다.


연구실 연구방향

  비행시 조종사의 작업 부하에 대한 연구와 계기 비행시 조종사의 계기에 대한 시선 분배에 따른 수행도 평가에 대한 연구가 진행되고 있다. 또한 기상의 변화에 대한 조종사의 심리적 변화에 따른 비행 안전에 대한 연구도 진행되고 있다.




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