사이버멀미 경감 연구를 위한 전정안구반사 측정 시스템 개발
Development of a vestibulo-ocular reflex measurement system for the study of cybersickness
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전정안구반사(VOR; vestibulo-ocular reflex)는 머리가 움직이는 동안 안정된 망막상을 얻기 위해 일어나는 안구의보상적 움직임이다. 망막정보와 전정신호가 감각갈등(sensory conflict)을 일으키면 멀미가 일어나며, VOR 이득(gain)이 변한다는 것이 알려져 있다. 본 보고에서는 VOR을 측정할 수 있는 실용적이고 저렴한 시스템을 LabVIEW와Arduino를 이용하여 구현하였다. 그리고 이 시스템을 사용하여 VOR의 특징적 변화를 두 가지 실험을 통해서 측정하였다. 실험 1에서는 자기회전검사법을 이용하여 실험참가자(n = 4)의 수평 및 수직 전정안구반사의 특성을살펴보았다. 실험 2에서는 가상환경 하에서 실험참가자(n = 8)가 정지된 화면을 볼 때와 사이버멀미(cybersickness)를 경험하는 3D 가상주행 영상에 노출되었을 때의 머리 움직임과 안구 운동을 측정하였다. 그 결과, 가상주행을 경험할 때 특징적인 머리 움직임과 안구 운동이 측정되었다. 본 보고에서 소개한 전정안구반사 측정 시스템은 가상환경에서의 사이버멀미 경감을 위한 심리생리학적 연구에 기여할 수 있을 것이다.
Abstract
Vestibulo-ocular reflex (VOR) is a compensatory response of the extraocular muscles generated by vestibularsignals to stabilize images on the retina during head/body movements. It has been reported that mismatches betweenretinal and vestibular information, which cause motion sickness or cybersickness, modify VOR. To investigate thecharacteristic changes of VOR in subjects experiencing cybersickness, we developed a low-cost, multi-purpose VORmeasurement system using LabVIEW and Arduino. To test the applicability of the system, we performed twoexperiments. In Experiment 1, horizontal and vertical VORs of four participants were measured using a vestibularautorotation task. In Experiment 2, eight participants were exposed to a virtual navigation to measure changes ofVORs as an index of cybersickness. We observed significantly greater head rotations and eye movements while theparticipants were exposed to the virtual navigation than to a static image. The results suggest that the presentsystem can help understand the psychophysiological mechanisms of cybersickness symptoms.
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