가상현실 공간에서 뇌파 기반 파라메트릭 기법을 활용한 사용자 맞춤형 디자인

Abstract

삶의 질이 향상됨에 따라 사람들의 라이프 스타일이 변화하면서 합리적 사고와 분석적 사고가 중요시되던 사회에서 감성 중심의 사회로 변화하고 있다. 인간의 삶은 디지털 시대의 기술발달로 풍요로움과 편리성을 영위하였고 최첨단 기술들이 등장하면서 미래지향적인 디자인이 대두되기 시작하였다. 이러한 흐름은 인간 본연의 가치와 인간의 감성 상태를 반영한 사용자 맞춤형 디자인의 비중을 높였다고 할 수 있다. 또한, 원룸이나 다가구, 다세대 같은 단독 주거 공간의 형태가 기존의 공간 형태만 제공하는 성향에서 변화되고 있으며, 이처럼 빠르게 변화하는 주거 공간 시장에서 거주자의 감성을 반영한 사용자 맞춤형 디자인 대안의 방향을 살펴볼 필요가 있다. 이에 본 연구는 뇌파 파라메트릭 기법을 활용해 가상현실에서 건축요소 제어를 구동하고, 이를 통해 공간 쾌적성 향상을 위한 대안의 가능성을 제시하는 것을 목적으로 한다.

본 연구는 크게 3단계를 통해 진행된다. 첫 번째, 사례와 선행연구 조사 및 분석에 의한 이론적 고찰을 기반으로 신경 건축과 감성디자인의 정의와 표현요소, 관련 선행연구에 대해 고찰하고 파라메트릭 디자인의 정의와 파라메트릭 디자인의 매개변수에 대한 고찰을 통해 매개변수의 활용성과 필요성에 대해 고찰한다. 두 번째, 실시간 측정되는 뇌파 데이터와 연동하는 파라메트릭 모델 링과 가상현실 공간의 구축을 위해 서버를 통한 연동 환경을 구축하고 건축요소 생성 및 파라미터 시각화를 도출한다. 세 번째, 구축된 연동 환경과 실험 개요를 기반으로 실시간 측정되는 뇌파 데이터와 연동하는 뇌파 파라메트릭 모델 링과 가상현실 공간의 환경을 통해 건축요소 제어의 결과물을 도출한다. 또한, 실험 결과의 비교, 분석에 의한 결과 도출을 통해 공간 쾌적성 향상을 위한 대안의 가능성을 제시한다.

이를 통해, 공간이 어두울 때의 가장 높은 베타파는 72%, 알파파가 68%가 나왔으며, 밝은 공간에서의 베타파는 58%, 알파파는 78%로 나타났으며 전체적으로 어두운 공간에서는 베타파가 높은 경향을 나타냈고 밝은 공간에서는 알파파가 높은 경향을 나타내었다. 또한, 뇌파와 연동하는 루버를 통해 두 피험자를 선정하여 피험자에게 사용자 맞춤형 디자인의 대안으로 루버의 회전각도 30°, 60° 가 적합한 맞춤형 디자인이라는 결과를 도출하였다. 이를 통해 가상현실에서 뇌파 기반 파라메트릭 디자인 기법을 활용하여 사용자 맞춤형 디자인 대안의 가능성을 제시하였다.

본 연구는 VR, 뇌파, 파라메트릭 디자인 기법 기술의 접목을 통해 3차원 공간에서의 밝기에 대한 사용자의 뇌파를 측정하고 이를 기반으로 연동 환경을 통해 구동되는 루버를 활용하여 사용자 맞춤형 디자인 대안을 도출하고 가능성을 제시하였다. 이를 통해 의료, 뉴로마케팅, 감성 ICT에 적용되었던 기존의 BCI 기술을 건축 분야에 접목함으로써 연구 분야를 확장했다는 의의를 가진다. 또한, 분석한 데이터를 활용하여 사용자 맞춤형 디자인 대안을 통해 2차 적인 결과물을 도출함으로써 데이터의 정량적 측정과 분석까지만 했었던 기존 건축 분야의 뇌파 선행연구들과 차별성을 가진다.

기술 발전과 디지털 테크놀로지의 도래를 통해 건축 분야에서의 새로운 시각 체험이 가능해졌기 때문에 이러한 측면에서 본 연구의 인간 매개변수 기반 파라메트릭 디자인 기법을 활용한 알고리즘을 통해 공간에서 건축요소, 조형요소 같은 새로운 형태 생성에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.