가상현실기술과 EEG신호를 이용한 가상의 팔 제어를 통한 신체 소유감 연구

Abstract

우리가 우리의 신체를 인지하기 위해서는 신체소유감(Body ownership) 이라고 하는 감각이 필요하다. 이러한 신체소유감을 우리의 신체가 아닌 가상현실에서의 아바타 혹은 마네킹 같은 다른 사물 에서도 유발할 수 있다면 우리는 이러한 사물을 우리의 신체로 인지할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 신체 소유감을 유발할 수 있는 요소들을 가상현실 기술과 EEG신호를 통해 검증하고, 어떻게 우리가 가상현실에서의 아바타의 팔을 우리의 신체로 인지할 수 있는지를 알아보았다. 이를 위해 첫 번째 실험에서는 가상현실 기술을 사용하여 신체 소유감을 이루는 요소인 Agency를 통해 가상현실 속 아바타의 팔에 신체 소유감을 불러일으킬 수 있는지를 알아보았다. 이를 위해 가상의 팔의 위치를 변경하면서 피험자에게 제시하였고, 피험자의 팔과 가상의 팔의 움직임을 동기화 시킬 때(Congruent)와 비 동기화 시킬 때(inverse)피험자가 측정한 자신의 오른팔의 위치 변화를 통해 자기수용감각 이동(Propriocetive drift)의 변화와 신체 소유감에 대한 설문조사를 통해 Agency가 신체 소유감에 미치는 영향을 알아보았다. 두 번째 실험에서는 다감각 정보(Multisensory information)증가가 신체 소유감에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보기 위해 Agency요소만을 가지고 실험을 수행 할 때와 Agency요소에 촉각(Haptic)이라는 수입성 요소가 결합된 자극이 제시될 때, 자기수용감각 이동과 신체 소유감에 대한 설문결과를 비교하였다. 세 번째 실험에서는 움직임 상상(Motor imagery)만으로 신체 소유감의 유발이 가능한지를 알아보기 위해 가상의 팔의 움직임을 상상할 때 나오는 뇌파를 통해 가상의 팔을 제어하고 실험 후 자기수용감각 이동과 설문결과를 관찰하였다. 첫 번째 실험결과로 자기수용감각 이동과 설문결과를 살펴보면 피험자의 팔과 가상의 팔의 움직임이 동기화 되었을 때 피험자는 가상의 팔에 신체 소유감을 느꼈지만 비 동기화 되었을 때는 가상의 팔에 신체 소유감을 느끼지 못하였다. 두 번째 실험결과에서는 신체 소유감을 유발하는 요소로 Agency만 있을 때와 Agency와 촉각이 동시에 작용 할 때를 비교한 자기수용감각 이동과 설문결과에서 유의미한 차이가 나지 않은 것으로 보아 충분한 신체 소유감을 유발 시킬 수 있는 요소가 있는 상태에서 다감각 정보의 증가는 신체 소유감에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 보인다. 세 번째 실험결과 자기수용감각 이동 변화를 살펴보면 가상의 팔의 위치 변화에 따라 피험자가 측정한 오른쪽 팔의 위치 변화는 발생하지 않았다. 그렇지만, 자기수용감각 이동 변화와 신체 소유감 정도를 조사한 1-3번 설문문항의 평균값과의 상관관계분석 결과 0.908의 높은 상관관계 결과로 미루어 볼 때 움직임 상상을 통해 신체 소유감을 유발 할 수 있지만, 충분한 신체 소유감을 유발하기 위해서는 실제 움직임과 촉각자극과 같은 sensory feedback의 작용이 필요한 것으로 보인다.