이차과제

본 실험에서는 참가자들이 트랙을 주행하면서 동시에 수행해야 하는 이차과제의 유무와 과제의 난이도를 조절함으로써 참가자들의 주행 중 인지 부하 정도를 조절하였음. 특히 주행 중 지속적이고 일정한 인지 부하를 적용하기 위해 지속 주의 반응 과제 (Sustained Attention to Response Task)를 이차과제로 선정하였음 (Bellgrove et al., 2005).

지속 주의 반응 과제는 화면에서 연속적으로 임의의 숫자가 제시되고 피험자는 특정 숫자에 대해 버튼을 누르는 과제임.

특히, 이차과제는 실험 참가자들로 하여금 운전에 필요한 정보를 일반

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주행과 마찬가지로 탐색할 수 있도록 하고 운전을 수행하며 행동 반응을 만들어내는 데 있어서 불이익을 받지 않게 하기 위해서 기존의 시각적 지속 주의 반응 과제를 개선하여 청각 신호를 사용하여 자극을 제시하고 음성 응답을 얻는 방식의 이차과제를 고안하였음.

청각 자극으로서 숫자가 녹음된 음성 파일을 실험 참가자에게 제시하는데, 1부터 9까지 숫자로 이루어져 있음. 주된 과제인 도로 주행과 이차과제를 시작하기 전에 목표 자극인 숫자를 참가자들에게 인식시킨 뒤, 무작위로 숫자가 제시되는 와중에 목표 자극이 나타나면 이 숫자를 다시 말하게 함으로써 참가자들의 음성 응답을 받음.

응답은 숫자가 제시된 시점으로부터 1000 ms 이내에 수행되어야 하며 응답을 하지 말아야 하는 상황에서 응답을 하거나, 응답해야 하지만 응답을 못 한 경우에는 비프음을 들려줌으로써 참가자들에게 피드백을 제공하였음.

이차과제의 난이도는 목표 자극 숫자를 통하여 조절할 수 있음. 본 실험에서는 목표 숫자가 없는 조건, 하나의 목표 숫자가 있는 조건, 그리고 세 가지의 목표 숫자가 있는 조건, 총 3가지 수준의 조건들이 있음. 하나의 목표 숫자와 세 가지의 목표 숫자가 있는 조건 모두 실험 참가자들이 응답해야 하는 목표 자극 출현 횟수는 동일함. 세 가지 수준의 난이도가 제시되는 순서가 종속 변인에 영향을 미치는 것을 방지하기 위하여 각각의 참가자들에게 주어지는 이차과제의 순서를 라틴 방 설계에 기반하여 설정하였음.

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① 가장 먼저 마주하는 상황은 같은 차선에 위치한 전방의 차량이 매우 천천히 주행을 하고 있는 상황임. 실험 참가자들은 빠른 시간 안에 완주하여야 한다는 목표를 가지고 있으므로 전방 차량을 추월하고자 하는데 이 트랙의 특징은 왕복 2차선만으로 이루어져 있다는 것. 따라서 실험 참가자들이 전방을 추월하고 싶다면 중앙선을 침범하고 속도를 높여 전방 차량보다 앞서 나간 이후에 본래의 차선으로 재진입 해야 함. 전방의 차량을 추월하려 할 때 반대편 차선에서 다가오는 차량 두 대가 있지만 매우 먼 거리에서 출발하는 상황이므로 자신의 차가 중앙선을 넘어서 추월을 하더라도 반대편 차선의 차량들과 충돌할 가능성이 매우 낮고 비교적 안전하고 난이도가 낮은 사건임.

(그림 2-1-22) 실제 시나리오에서의 주행 화면

② 이 구간을 통과하면 실험 참가자는 두 명의 보행자가 차도에 서있는 상황을 마주하게 됨. 여기서도 1)과 마찬가지로 중앙선을 침범하여 보행자들을 피해야 하는데 반대편

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머리 위치 좌표 및 방향 벡터 등이 수집 되었음.

선행 연구 조사에 의하면 운전자의 인지적 상태와 높은 연관이 있는 측정치로 눈 깜빡임 비율, 도약 안구 운동 비율, 도약 안구 운동 진폭 (saccade amplitude), 고정시 비율 (fixation rate), 종합 고정시 벡터 (overall fixation vector)가 있었음.

눈 깜빡임 비율은 단위 시간(1초) 당 눈 깜빡임이 발생한 횟수로 정의됨. 눈 깜빡임 비율은 운전자에게 주행 과제와 동시에 청각 과제를 수행하도록 하였더니 그 수치가 유의미하게 증가하는 것으로 나타남 (Tsai, Viirre, Strychacz, Chase, & Jung, 2007).

도약 안구 운동 비율은 단위 시간(1초) 당 도약 안구 운동이 발생한 나타남 (Nakayama, Takahashi, & Shimizu, 2002).

종합 고정시 벡터는 화면 중앙 지점에서 고정시가 일어나는 각 지점까지를 잇는 벡터들의 합으로 정의됨. Chi & Lin (1997)에 의하면 운전 상황을 녹화한 영상을 보여주는 실험에서 종합 고정시 벡터의 길이는 시각적 작업량이 높은 상황에서 증가하는 것으로 나타남.

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이 중 본 실험에서는 장비 및 시간적 제약으로 인해 눈 깜빡임에 한해서 안구 운동 원자료가 분석되었음.

사전 실험

(1) 단순 반응 과제: 피험자들의 평균 반응 속도가 산출되었음.

(2) 선택 반응 과제: 단순 반응 과제와 같은 방식으로 평균 반응 속도와 오류율이 산출되었음.

(3) 작업 기억 과제: 총 시행 횟수에 대한 반응 오류율이 산출되었음.

(4) 가용 시각장 과제: 각 단계별 중앙부와 주변부 자극에 대한 적중률이 산출되었음.

 이차과제

총 시행 횟수에 대한 반응률 및 반응 평균속도가 산출되었음.

7) 연구개발 결과

 기술개발 결과 요약

운전 수행 상황에서 주어진 트랙에 적응을 마친 이후에 인지적 부하는 차량의 속도와 밀접한 상관을 보였으며 가속 페달을 밟는 세기와도 밀접하게 관련되어 있음. Test-Retest 상관을 분석해본 결과 운전 수행은 인지적 부하만이 아니라 개인의 특성과도 유의미하게 연관됨.

이에 덧붙여 상위 처리 과정의 인지 과제 수행으로 알아낼 수 있는 개인의 특성도 특정 운전 수행의 측정치와 유의미하게 관련이 있었음.

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