웨어러블 디바이스를 활용한 운동 중 피드백 방식 연구

국문 초록 (Abstract)

웨어러블 디바이스(wearable device)의 등장과 함께 웨어러블 디바이스의 활용 분야가 다각도로 모색되고 있다. 그 중에서도, 웨어러블 디바이스 시장은 피트니스 트래커(fitness tracker)와 헬스 케어(healthcare)를 중심으로 빠르게 성장하고 있다. 그러나, 현재 피트니스 트래커는 유산소 운동에만 초점을 맞춰 무산소 운동, 즉 근력 운동에 대한 디바이스 개발은 미흡한 실정이다. 또한, 현재 출시된 소수의 무산소 운동 관련 피트니스 트래커의 경우, 운동 중 상황에 대한 고려가 부족하다.
무산소 운동은 유산소 운동에 비해 더 위험하고 일반인에게 접근성이 낮기 때문에 적합한 가이드가 제공되어야 한다. 또한, 고강도 무산소 운동 시에는 높은 주의 집중을 요구하기 때문에, 방해 정도가 적은 피드백 방식이 요구된다. 웨어러블 디바이스는 운동 중에도 신체와 밀착되어 있기 때문에, 방해 정도가 적을 뿐만 아니라 신체의 일부처럼 자연스러운 피드백을 제공할 수 있다. 따라서, 이 연구에서는 웨어러블 디바이스를 통해 감각 피드백을 제공함으로써, 운동 수행자가 효과적인 운동을 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 이 연구에서는 세 가지 연구 문제를 설정하고 결론을 도출하였다. 첫째, 운동 수행자가 운동 중 필요로 하는 정보는 무엇인지 관찰과 인터뷰를 통해 알아보았다. 그 결과, 운동 수행자가 가장 필요로 하는 정보는 ‘운동 중’에 해당하는 정보이며, ‘페이스 조절(횟수 카운팅, 동기 부여)’과 ‘자세 지도(문제점 진단, 자세 교정)’라는 사실을 확인할 수 있었다. 둘째, 운동 중, 선호하는 감각 피드백 방식이 무엇인지 실험을 통해 알아보았다. 그 결과, 운동 중 웨어러블 디바이스에서 제공하는 감각 피드백에 대한 만족도는 청각 피드백, 촉각 피드백, 시각 피드백 순으로 높게 나타났다. 또한, 시각 피드백의 ‘숫자’, 청각 피드백의 ‘음성 카운팅+동기 부여’, 촉각 피드백의 ‘일정한 진동’을 조합한 멀티 모달 피드백(multimodal feedback)에 대한 니즈가 있다는 사실을 도출하였다. 셋째, 웨어러블 디바이스의 감각 피드백이 가지는 가치를 알아보기 위하여, 웨어러블 디바이스가 제공하는 피드백과 사람이 제공하는 피드백과의 비교 실험을 진행하였다. 그 결과, 웨어러블 디바이스의 감각 피드백은 사람이 제공하는 피드백에 비해 만족도가 더 높았으나, 유용성과 효용성은 더 낮은 것으로 나타났다. 이에 기반하여, 웨어러블 디바이스는 자기 감시(self-surveilance) 도구로 기능하므로 사람이 제공하는 피드백에 비해 운동에 대한 부담감이 적어 만족도가 더 높은 반면, 사람이 제공하는 피드백은 타인의 존재가 주는 감시(surveillance) 효과에 의해 유용성과 효용성이 더 높게 나타나는 사실을 알 수 있었다.
이 연구는 무산소 운동에 웨어러블 디바이스의 감각 피드백을 적용했다는 점에서 기존 연구와의 차별점을 가지며, 프로토타입을 활용하여 새로운 감각 피드백을 디자인했다는 점에서 학술적 의의가 있다. 또한, 이 연구의 디자인 제언을 추후 운동 중 웨어러블 디바이스를 활용한 피드백 시스템에 적용할 수 있다는 점에서 산업 기술적 의의를 가진다. 마지막으로, 운동 중의 피드백에 대해 정보적 관점에서 접근하여, 사용자 중심의 인간-기계 상호작용 방법을 모색했다는 점에서 융합 연구로서의 가치를 가진다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 제 1 절 연구의 배경 1
• 제 2 절 연구의 내용 4
• 제 2 장 이론적 배경 6
• 제 1 절 무산소 운동에 대한 이해 6
• 제 2 절 운동 학습에서 정보로서의 피드백 10
• 제 3 절 HCI에서 인터페이스로서의 피드백 14
• 제 4 절 웨어러블 디바이스를 활용한 운동 중 피드백 17
• 제 3 장 연구 문제 21
• 제 1 절 측정을 위한 개념 정의 21
• 제 2 절 변인의 통제 및 측정 22
• 제 3 절 연구 문제 28
• 제 4 장 연구 방법 30
• 제 1 절 예비 조사 31
• 제 2 절 1차 프로토타입 개발 36
• 제 3 절 실험 (1) 40
• 제 4 절 2차 프로토타입 개발 48
• 제 5 절 실험 (2) 51
• 제 5 장 데이터 분석 59
• 제 1 절 실험 (1) 59
• 제 2 절 실험 (2) 69
• 제 6 장 디자인 제언 75
• 제 1 절 단일 감각 피드백 75
• 제 2 절 멀티 모달 피드백 76
• 제 7 장 결론 77
• 제 1 절 연구 결과의 요약 77
• 제 2 절 연구의 한계 및 제언 79
• 제 3 절 연구의 시사점 80
• 참고 문헌 82
• 부록 90
• Abstract 92