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A Development of a Mixed-Reality (MR) Education and Training System based on user Environment for Job Training for Radiation Workers in the Nondestructive Industry

비파괴산업 분야 방사선작업종사자 직장교육을 위한 사용자 환경 기반 혼합현실(MR) 교육훈련 시스템 개발

  • Received : 2020.12.24
  • Accepted : 2021.02.28
  • Published : 2021.02.28

Abstract

This study was written to create educational content in non-destructive fields based on Mixed Reality. Currently, in the field of radiation, there is almost no content for educational Mixed Reality-based educational content. And in the field of non-destructive inspection, the working environment is poor, the number of employees is often 10 or less for each manufacturer, and the educational infrastructure is not built. There is no practical training, only practical training and safety education to convey information. To solve this, it was decided to develop non-destructive worker education content based on Mixed Reality. This content was developed based on Microsoft's HoloLens 2 HMD device. It is manufactured based on the resolution of 1280 ⁎ 720, and the resolution is different for each device, and the Side is created by aligning the Left, Right, Bottom, and TOP positions of Anchor, and the large image affects the size of Atlas. The large volume like the wallpaper and the upper part was made by replacing it with UITexture. For UI Widget Wizard, I made Label, Buttom, ScrollView, and Sprite. In this study, it is possible to provide workers with realistic educational content, enable self-directed education, and educate with 3D stereoscopic images based on reality to provide interesting and immersive education. Through the images provided in Mixed Reality, the learner can directly operate things through the interaction between the real world and the Virtual Reality, and the learner's learning efficiency can be improved. In addition, mixed reality education can play a major role in non-face-to-face learning content in the corona era, where time and place are not disturbed.

본 연구는 혼합현실을 기반으로 하는 비파괴 분야의 교육용콘텐츠를 만들기 위해 시행되었다. 현재 방사선 분야에는 교육용 혼합현실 기반 교육용 콘텐츠는 거의 없는 실정이다. 그리고 비파괴검사분야는 작업 환경이 열악하고, 종사자 수도 한 업체당 직원 수가 10인 이하인 곳이 많고, 교육적 인프라도 잘 구축되어 있지 않다. 강의식으로 전달만 하는 실습교육과 안전교육이 시행되고 있다. 이를 해결하기 위해 혼합현실을 기반으로 한 비파괴 종사자 교육용 콘텐츠를 개발하게 되었다. 이 콘텐츠는 Microsoft사의 HoloLens 2 HMD 디바이스를 기반으로 개발되었고, 1280⁎720의 해상도를 기준으로 제작되었고, 디바이스마다 해상도가 달라 Anchor의 Left, Right, Bottom, TOP위치를 맞추어 Side를 제작하였고, 이미지가 큰 것은 Atlas의 크기에 영향을 미치기 때문에 배경화면이나 상단 바와 같이 부피가 큰 것은 UITexture로 대체하여 제작되었다. UI Widget Wizard에서는 Label, Buttom, ScrollView, Sprite를 제작하였다. 본 연구는 종사자에게 현장감 있는 교육내용을 제공하고, 자기 주도적인 교육을 가능하게 하고, 현실을 바탕으로 한 3D 입체영상으로 교육할 수 있어 흥미와 몰입도 있는 교육을 시행할 수 있다. 혼합현실에서 제공되는 영상을 통해 현실세계와 가상현실 간에 상호작용을 통해 학습자가 직접 사물을 조작할 수 있어 학습자의 학습 능률을 높일 수 있다. 또한 혼합현실 교육을 시행하면 시간과 장소에 구해를 받지 않아 코로나 시대에 비대면 학습 콘텐츠로 큰 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

Keywords

Ⅰ. INTRODUCTION

ICT 기술의 발전과 4차 산업혁명에 대한 관심이 높아짐에 따라 실생활에 인공지능을 활용한 가상 현실(VR, Virtual Reality), 증강현실(AR, Augmented Reality), 혼합현실(MR, Mixed Reality)에 대한 기술개발이 활발하게 이루어지고 있다[1,2].

가상현실은 컴퓨터소프트웨어를 이용하여 현실 세계와 유사한 가상의 공간을 만들어 실제와 같은 영상, 음향, 감각정보 등을 제공함으로써 가상공간에서 실제 존재하는 것처럼 느끼게 해주는 시뮬레이션 기술이라고 할 수 있다. 예를 들면 전쟁 상황을 가상으로 만들고 전쟁과 유사한 내용에 상황을 만들어 미리 전쟁 상황을 체험하게 하여 훈련을 한다든지, 비행기 조종사훈련에 가상 상황을 만들어 훈련하게 한다든지 하는 내용으로 가상현실을 활용할 수 있다[3].

증강현실은 눈에 보이는 현실을 바탕으로 3차원 현실에 가상을 합성한 것으로 실시간으로 사용자와 상호작용을 할 수 있는 기술이라고 할 수 있다. 증강현실을 예를 들면 실제 의료영상을 가상공간에 디스플레이해서 환자 인체 내부를 수술하기 전에 미리 체험하게 하여 수술에 도움이 되게 활용할 수 있다[4].

혼합현실은 가상현실과 증강현실을 혼합한 것으로 현실세계에 대한 3D 정보를 감지하여 사용자가 취하는 자세와 위치에 따라 가상정보를 현실에 공존하는 것 같이 실제 물체가 사용자와 같이 물리적으로 상호작용하게 하여 모두 실제로 작용하는 것처럼 느끼게 하는 기술이다. 혼합현실은 현실과 가상현실, 증강현실의 상호작용으로 결합된 확장된 정보교환 활용과 현장감이 뛰어나서 여행, 교육, 체험, 각종 직업훈련, 오락, 군사훈련 등 다 방향으로 발전할 것으로 예상된다[5].

본 연구에서는 혼합현실을 기반으로 하는 비파괴 산업분야의 교육용 UI(User Interface)/UX(User Experience) 콘텐츠를 만들기 위해 연구가 시행되었다. 현재 방사선 분야에는 교육용 혼합현실 기반 교육용 콘텐츠는 거의 없는 실정이다. 그리고 비파괴산업분야의 방사선 작업종사자를 위한 사용자기반 교육용 콘텐츠 개발을 하게 된 이유는 비파괴 작업현장의 환경이 매우 열악하고 종사자 수도 한 업체당 직원 수가 10인 이하인 곳이 대부분이다. 안전교육과 보수교육도 교재를 이용한 강의식 위주로 구성되어 있어 실제 다양한 현장 상황을 담기가 힘들 상황이다. 뿐만 아니라, 현장실습교육에 대한 인프라가 구축되어 있지 않아 다양한 작업 환경에 대한 실습교육과 안전교육의 필요성이 더욱더 절실한 상황이다. 실제 비파괴분야 종사자 교육은 실제 업무를 통해서 교육이 이루어져야 하므로 방사선 피폭에 대해서 자유로울 수 없고, 이론교육 위주이다 보니 실제 실습을 통한 현장의 안전교육을 받을 수가 없다. 이를 극복하기 위해서 다양한 작업에 대한 내용과 현실감이 있고 몰입도가 높은 안전교육을 제공하여 교육적 효과를 높이기 위해 사용자 기반의 혼합현실 콘텐츠를 개발하게 되었다[6]. 혼합현실기반 콘텐츠를 이용한 종사자 교육 및 안전교육이 시행되면 현장감 있는 체험형 교육 훈련이 가능하고, 사용자 기반으로 스토리텔링 형식으로 꾸며진 교육으로 몰입도와 집중도가 향상되어 높은 교육적 효과를 볼 수 있다. 또한 시간과 장소의 제약을 받지 않고 언제 어디서나 교육을 시행할 수 있고, 실재감이 있는 교육용 도구로 흥미로운 점이 많기 때문에 교육적 효과도 높일 수 있다[7]. 그리고 현재 코로나 19 상황에서 비대면 교육의 요구도가 날로 증가하고 있어 비파괴산업분야 방사선작업종사자 직장교육을 위한 사용자 환경기반 혼합현실 교육훈련 시스템을 개발하게 되었다.

Ⅱ. MATERIAL AND METHODS

1. 대상 및 방법

1.1 비파괴 산업분야 방사선작업종사자교육 현황

비파괴 검사는 항공기나 건축물 가스관 기계 제조품 등의 결함이나 안전여부를 파괴하지 않고 검사하는 방법이다. 비파괴검사는 검사대상의 성질, 상태 및 구조에 따라 다양한 검사법이 있다. 비파괴검사에는 육안검사, 초음파탐상검사, 와류탐상검사, 방사선투과검사, 자분탐상검사, 침투탐상검사등 다양한 검사법이 있다. 본 연구에서는 방사선투과검사 중 감마선 조사기를 이용한 비파괴 검사를 중심으로 하였다. 방사선투과검사 작업종사자는 산업안전보건법 및 원자력안전법에 따라 신규 종사교육, 정기교육 및 특별교육 등을 시키도록 Table 1에서 규정하고 있다. 이러한 교육훈련의 대부분은 시청각 자료를 이용한 집체교육 형태로 진행되고 교육의 내용 또한 공통적이고 일반적인 것으로 다양한 작업 특성과 환경을 반영하기에 어려움이 있다. 따라서 실제 작업내용에 대한 훈련은 업무를 시행하면서 습득할 수밖에 없는 구조를 가지고 있으며 작업 중 업무의 미숙으로 인한 안전사고의 위험도가 높은 편이다. 이를 해결하기 위한 방법으로 안전 및 작업교육을 실제 작업과 유사한 환경과 작업내용을 혼합현실 공간에 구현하고 반복 수행함으로써 작업능률의 향상과 안전사고에 대한 위험 감소에 도움이 될 것으로 생각한다.

Table 1. Type and Time of training for non-destructive workers

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source: Table 8 of the Enforcement Rules of the Industrial Safety and Health Act

1.2 방사선작업종사자 혼합현실 교육 필요성

비파괴검사는 목적물을 파괴하지 않고 내부 구조의 결함 및 파괴정도를 살필 수 있다. 이 점을 이용해 조선공업분야 제품의 품질검사를 시행할 수 있고, 아파트 상하수도 가스파이프 발전소 철도 항공기 등의 제작 및 정비 시 결함을 확인하거나 구조물의 이상과 안전성을 검사하는 용도로 많이 쓰인다. 방사선투과검사는 방사선 피폭에 대한 문제로 법적 규제가 강화되고 안전교육과 기술교육에 대한 중대성이 강조되고 있다. 이를 위해 비파괴 산업분야 안전교육 및 기술교육을 사용자 기반의 혼합현실과 접목시켜 시행한다면 현장감 있고 실제 경험을 하는 것처럼 교육을 시행할 수 있다. 또한 여러 가지 상황을 실제로 해결함으로써 상황에 대한 해결 능력과 현장감도 좋아질 것으로 예상된다. 그리고 혼합현실 교육은 주입식이 아닌 체험식 교육으로 몰입도와 효율성이 높아 좋은 교육적 콘텐츠라 할 수 있다. 그래서 비파괴 산업분야의 교육을 혼합현실을 기반으로 한 사용자 중심의 콘텐츠를 만들어 교육에 접목하고자 본 연구를 시행하고자 한다.

2. 혼합현실 교육 콘텐츠 설계

2.1 혼합현실 콘텐츠 제작을 위한 설계

현재 비파괴 산업분야 방사선작업종사자의 업무 교육과 안전교육은 Table 1에서 언급 했듯이 신규 교육, 정기교육, 감독자 교육, 작업 전 교육 등으로 나누어 작업 간 Workflow를 시나리오 형식으로 작성하여 단계 별로 혼합현실 plot으로 작성하여 혼합 현실 콘텐츠로 작성하고자 한다. 본 논문에서는 실제 업무현장의 방사선투과검사 과정과 안전교육 실태를 조사하기 위해 3개의 비파괴산업체에 대한 현장방문조사와 한국비파괴협회에서 발행한 교육 자료를 참고하여 업무과정과 교육과정을 조사하고 이를 바탕으로 교육용 콘텐츠를 설계하였다. 본 연구의 분야는 방사선투과검사 중 감마선조사기 (Ir-192)를 이용한 비파괴작업 종사자의 안전 및 작업교육에 적용할 콘텐츠 제작으로 제한하여 시행하였다. Fig. 1은 비파괴검사에 사용되는 장비다.

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Fig. 1. Non-destructive testing equipment using gamma rays.

2.2 혼합현실 콘텐츠 제작을 위한 시나리오

방사선을 이용한 비파괴 산업분야의 교육용 혼합현실 콘텐츠를 제작하기 위해서 현장에서 찍은 사진과 동영상을 바탕으로 작업순서 먼저 선정하고 장소별 작용내용 및 주의사항 등을 정리하여 시나리오 형태로 만들고 이를 혼합현실 콘텐츠로 개발하게 되었다. Table 2에서는 콘텐츠 개발을 위한 제작 시나리오를 작성하였다.

Table 2. Scenario for creating Mixed Reality Contents

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제작하고자 하는 콘텐츠의 시나리오는 방사선작업종사자가 고정사용시설 내의 각 시설에서 작업 절차에 따라 수행해야 할 작업의 순서와 내용은 Table 2와 같다. 단계 별 업무를 수행할 때 혼합현실을 기반으로 실제 업무를 수행하듯이 진행되므로 업무 숙달과 함께 안전교육을 같이 수행할 수 있어 안전교육과 업무 숙달에 효율적이다. 그리고 개인 피폭이 없이 현장감 있는 체험형 업무교육을 시행할 수 있으며 시간과 장소 구해를 받지 않고 진행이 가능하며 코로나19 시대에 비대면 교육으로 좋은 아이템이 될 수 있다고 생각한다.

3. 혼합현실 콘텐츠 제작 과정 및 특징

본 연구에서는 사용된 혼합현실 HMD(head mounted display)는 Microsoft HoloLens 2로 마이크로소프트사가 개발한 혼합현실 기반 웨어러블 기기이다. 이 기기는 원도우 홀로그래픽 기술을 활용한 홀로렌즈로 가상현실이나 증강현실과 다르게 현실화면에 실제 object를 스캔하여 3D 이미지를 출력하여 이를 자유롭게 조작할 수 혼합현실 하드웨어이다. 이것은 컴퓨터나 스마트폰에 연결하여 사용하는 HMD가 아니라 윈도우 PC 기능이 탑재된 것이 특징이다. 본 연구에서 개발된 콘텐츠는 혼합 현실 HMD 디바이스의 플랫폼에 맞춘 제품으로 UI의 최적 배치 구성을 하고 디자인하였다. 홀로렌즈 성능을 고려한 패킹을 통한 최적화 가능한 구성의 UI/UX 리소스 전달이 가능하도록 하였다. 혼합 현실 어플리케이션은 Unity 3D에 적용 가능한 형태의 UI/UX 리소스로 제작되었다. 혼합현실 영상의 해상도는 1280*720 기준으로 UI를 구성하였다. 디바이스마다 해상도가 다르기 때문에 Anchor의 Left, Right, Bottom, Top 위치를 맞추어 Side를 제작하였다. 이미지가 큰 것은 Atlas의 크기에 영향을 미치기 때문에 배경화면이나 상단바와 같이 부피가 큰 것은 UITexture로 대체하였다. UI Widget Wizard에서 Label, Button, ScrollView, Sprite를 제작하였다. 혼합현실 콘텐츠 제작을 위한 최종 결과물 시스템 구성도는 Fig. 2와 같이 나타낼 수 있다.

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Fig. 2. System configuration diagram for creating Mixed Reality Contents.

Ⅲ. RESULT

1. 콘텐츠 제작 내용 및 운용방식

본 연구에서 제작된 혼합현실 기반 비파괴산업 분야 방사선작업종사자 직장교육용 교육훈련 시스템 개발은 Microsoft사의 HoloLens 2 HMD 디바이스를 활용하여 개발되었다. 방사선 안전교육훈련 시스템은 UI/UX Unity 프로그램 적용 패키지 콘텐츠이다. 해상도는 1280*720의 해상도를 기준으로 제작되었고 디바이스마다 해상도가 달라 Anchor의 Left, Right, Bottom, TOP위치를 맞추어 Side를 제작하고 이미지가 큰 것은 Atlas의 크기에 영향을 미치기 때문에 배경화면이나 상단바와 같이 부피가 큰 것은 UITexture로 대체하여 제작되었다. UI Widget Wizard에서는 Label, Buttom, ScrollView, Sprite를 제작하였다.

Table 3.는 혼합현실 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어 환경을 설명한 내용이다.

Table 3. Enviroment of Mixed reality system Hardware and Software

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Fig. 3은 공간인식 처리 화면이다. 상단 영상 버튼은 공간인식 상태 텍스트로 공간인식 시작버튼, 공간인식 완료버튼, 공간재인식 처리 버튼, 공간인식 프로세스 완료버튼으로 구성되어 있고, 하단영상은 공간인식 소스코드 내용 영상이다.

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Fig. 3. Processed image of spatial recognition.

Fig. 4는 HMD화면 Data 처리 UI 디자인이다. 웹데이터 처리 모드 버튼과 오브젝트 상태 확인 텍스트, 데이터베이스 접근 상태 확인 텍스트, 3D 오브젝트 렌더링 처리 상태 텍스트로 구성되어 있다. 공간정보를 바탕으로 바닥(Flat), 천장(Ceiling), 테이블(Table), 벽(Wall)의 4가지 형태로 공간대립 오브젝트를 생성하고 Collider를 형성하여 물리처리가 가능한 공간으로 변환하였다.

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Fig. 4. HMD screen data processing UI design images.

Fig. 5는 본 연구에서 Ir-192 선원을 이용한 감마선 조사기 3D 모델링 출력 UI Unity에 적용한 프로그램 과정 및 실사화면이다. 3D Max에서 제작한 감마선조사기 오브젝트를 Obj로 Export 하여 Unity 3D에 제작된 오브젝트를 Import을 한다. HMD에서 출력 가능한 매핑 텍스쳐의 크기가 제한적이어서 각 텍스쳐별 최대 1024×1024, 최소 64×64 픽셀 사이즈로 변형 및 재압축을 적용하였다.

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Fig. 5. Output UI Unity applied gamma ray irradiator 3D modeling Image.

Fig. 6은 혼합현실 UI/UX Unity 적용 Anchor의 Left, Right, Bottom, Top 위치를 표시한 영상과 프로그램이다. 생성된 공간의 노이즈 값을 제거(미세하게 생성된 오브젝트)하고 전체 면적의 바닥평행 가능성을 고려하여 1개의 평행되는 바닥면을 생성하여 ‘바닥’에 놓일 오브젝트 및 바닥 물리처리 강화를 위한 설계이다.

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Fig. 6. Anchor Left, Right, Bottom, Top position Images with UI/UX Unity applied.

Fig. 7 영상은 Unity 기반의 방사선 안전교육 공간 인식 후 전체 UX 인터페이스 프로그램 영상이다. 감마선조사기 3D 모델링 출력 선택 인터페이스, 데이터처리 상태 및 데이터 재인식 버튼으로, 작동 상세 정보 출력 창, 방사선 정보 및 선택 텍스트 처리 정보로 구성되어 있다. 감마선조사기를 배치 가능한 전체 사물에 ID값을 발부하고 ID 값을 기준으로 배치 및 인터렉션이 진행될 때 관리 데이터베이스에서 해당 오브젝트에 대한 정보를 획득하고 동작한다. 사물 관리 데이터베이스로 해당 오브젝트의 출력 가능한 스테이지와 오브젝트의 필수 여부, 생성할 화면 출력상의 오브젝트, 오브젝트의 Icon, 오브젝트 배치용 오브젝트 등 오브젝트 관리에 필요한 대부분의 역할을 총괄하고 있다.

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Fig. 7. Unity-based radiation safety education space after recognition of the entire UX interface image.

Fig. 8은 HMD 기반으로 사물마다 위치 가능한 공간 정보가 다르기 때문에 (공간 정보는 Flat, Ceiling, Table, Wall로 나누어짐) 각 오브젝트를 배치 가능한 공간 정보가 달라지므로 해당 오브젝트에 공간 정보 오브젝트와 사물 오브젝트 간의 물리 처리를 확인 및 교정하는 물리반응 처리 컴포넌트를 입력으로 구성하였다. 인터렉션 가능한 UI가 있을 경우 HMD 카메라 상에서 인식 가능한 제스쳐를 확인하는 Interaction Input Source 모듈을 통해 제스쳐를 확인하여 UI를 인터렉션으로 확인한다. 먼저 카메라 시선 → 전방으로 RayCasting → 해당 UI 오브젝트의 인터렉션 가능여부 판별 → 카메라를 통해 확인한 Gesture 인식 → 해당 UI 오브젝트 인터렉션 처리 순으로 진행한다.

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Fig. 8. Main viewer Images with UI/UX Unity applied based on HMD.

Fig. 9는 HMD 기반 혼합현실 방사선작업종사자 안전교육시스템 적용 앱의 뷰어 화면이다.

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Fig. 9. Images of training and safety training for workers in non-destructive fields in Mixed Reality based on HMD.

본 연구에서 만들어진 교육용 콘텐츠는 실제 업무를 바탕으로 한 혼합현실 기반 콘텐츠로 업무교육과 안전교육이 동시에 가능하다. 현장에서 실제로 업무를 하면서 배울 수 있었던 업무교육과 안전교육이 본 연구에서 개발된 콘텐츠로 실제 업무를 하지 않고도 현장교육이 가능하게 되었다.

2. 혼합현실 콘텐츠 정량적 분석

본 연구에서 개발된 콘텐츠는 국제공인시험기관으로 인증을 받은 대구디지털산업진흥원에서 정량적인 평가를 받았다. 평가항목으로 혼합현실 트래킹 정밀도, 혼합현실 콘텐츠 FPS 연산속도, 혼합현실 마커 정합성 항목으로 소프트웨어 시험을 의뢰하여 제시규격시험과 제시기준시험 부문에서 Pass 획득하여 성능에 있어 정량적인 인증을 받았다.

Ⅳ. DISCUSSION

현재 혼합현실 시장은 경제적 규모뿐만 아니라 건축, 의료, 관광, 교육, 훈련 등 융•복합 산업 분야에 다양하게 적용할 수 있다[8].

사회적 이슈로 대두된 ‘언택트’가 갑작스러운 등장이 아닌 시대적 변화 속에 자연스럽게 자리 잡게 된 하나의 문화임이 언급되었으며, 앞으로 다가올 미래의 오프라인 교육의 존폐는 좀 더 유연하고 직관적인 교육시스템 구축에 힘써야 할 필요성이 있다[9].

홀로렌즈 기반 교육 콘텐츠 사례를 보면 우리나라 교원그룹은 2018년 1월 ‘상상하던 미래에서 체험하는 미래로’를 주제로 서울 동대문디자인 플라자에서 미래교육 체험 전을 열고 다양한 가상증강 현실 기반 교육 콘텐츠를 통해 지식과 정보를 재미있게 배우고 익힐 수 있는 프로그램을 기획하여 참여한 학생들의 뜨거운 호응을 이끌었으며, 국외의 경우 Pearson사는 홀로렌즈를 활용하여 호주의 중• 고등 교육기관들과 혼합현실 교육 콘텐츠를 개발하여 16년 이후 캔버라그래머 스쿨에서 중고교생의 생물, 화학, 물리, 수학 등 수업에 활용하고 있다[10].

최근 대전의 14개 초등학교와 세종의 참샘 초등 학교 등지에서 증강현실 기술 기반의 학습 콘텐츠 서비스를 활용한 수업을 실시한 바 있으며, 학습 콘텐츠가 주는 실재감과 체험기회가 학생들의 수업 몰입도를 높여줌에 따라 매우 긍정적으로 평가되고 있음은 주지한 사실이다[11,12].

혼합현실을 활용한 교통안전교육 애플리케이션 개발 사례에서는 교육전보다 교육 후에 교통안전에 대한 인식과 학습목표와 관련된 질문에 올바른 대답빈도가 높아졌다고 하였다[13].

실시간 용접 증강기술을 이용한 용접훈련 스킬 향상에 관한 연구에서는 용접 증강가이드가 훈련에 도움이 되는지의 설문에서는 89.7%가 만족을 했다고 보고되고 있다[14].

가상현실 매체 특성이 학습전이에 미치는 정적인 영향을 학습 몰임이 매개함이 실증적으로 검증되었으며, 학습 몰임을 강화하는 현존감의 효과는 직업 특성에 맞게 직무 교육 교수법 개발자들이 가상현실 매체특성을 높이는 다양한 방안을 지속해서 모색할 것으로 강조하였다[15].

본 연구에서 살펴본 바와 같이 혼합현실 분야를 비파괴 산업 직장교육훈련 및 안전교육에 적용하면 기대되는 효과는 다음과 같다.

첫째 학습하는 현장의 방사선작업종사자에게 현장감을 제공하여 줄 수 있다. 혼합현실 환경에서 학습자에게 현실 사물을 바탕으로 가상객체를 운용하는 환경을 제공하여 학습자에게 현장감 있는 현장밀착형교육이 가능하게 되고, 실제로 현장 교육은 방사선 피폭을 받으면서 교육을 받아야 하지만 혼합현실 콘텐츠를 이용하면 피폭에서 자유롭게 된다. 둘째 혼합현실 환경 하에 학습자는 자기 혼자 문제를 해결하는 능동적인 학습이 가능하다. 연구 방법에서 언급하였듯이 실제로 감마선조사기를 조작하는 느낌 그대로 조사기와 상호작용을 통해서 실제 작업현장에서 학습자는 높은 작업능률을 얻을 수 있고 혼합현실 교육콘텐츠를 통해 능동적인 학습 활동이 가능하게 되었다. 셋째로 혼합현실을 기반으로 한 비파괴 산업분야에 방사선작업 종사자 직장교육은 피동적인 아닌 학습자 주도형 교육이 가능하다. 기존의 교육은 교육자가 피교육자에게 지식을 전달하는 형태로 교육이 이루어진 반면에 혼합현실의 하에 비파괴산업분야 직장인 교육은 학습자 스스로 학습내용을 진행하게 되어 주입식이 아닌 체험식 교육으로 능동적이며 흥미유발이 가능하여 자기주도 학습이 가능하게 된다. 넷째로 혼합현실에서는 현실세계를 바탕으로 가상현실을 혼합하여 3D형태의 입체감이 있는 영상을 제공하여 학습자가 학습에 집중할 수 있도록 하여 학습에 대한 재미와 만족도가 향상되고 능률적인 학습이 될 수 있도록 한다. 다섯째 현재 코로나로 인해 작업현장학습 및 집체교육이 많이 제한되고 있다. 이를 대비해 혼합현실을 기반으로 한 교육 콘텐츠가 많이 개발되고 있는 시점이고 본 연구인 비파괴분야 교육 콘텐츠 연구가 더 필요했던 내용이라 할 수 있겠다.

본 연구의 제한점으로는 방사선투과검사 중 감마선조사기를 이용한 방사선작업종사자 직장교육에 국한되어 연구되었고 개발된 콘텐츠에 대한 정량적인 평가만 이루어졌다. 제작 콘텐츠에 대한 만족도 등의 정성적인 평가가 이루어지지 못한 점은 아쉬움으로 남는다. 추후 추가적인 연구가 이루어져야 할 것이다.

혼합현실기반 교육 콘텐츠는 다양한 분야에서 연구가 이루어지고 있고, 방사선영역에서도 연구되어야 분야가 많이 있어 다양한 연구 활동이 필요하겠다. 본 연구를 바탕으로 한 비파괴산업분야 혼합 현실 콘텐츠는 현장교육 및 안전교육에 많은 도움을 줄 것이라고 예상된다. 혼합현실 기술은 게임 영화 의료 콘텐츠 기술로 다양한 방면으로 시장이 확대되고 있고, 인간의 삶의 질을 향상시키고 풍요롭게 하는데 많은 도움을 주는 분야라고 할 수 있겠다.

Ⅴ. CONCLUSION

혼합현실 기반 비파산업분야 방사선작업종사자 교육 훈련 콘텐츠는 종사자에게 현장감 있는 교육 내용을 제공하여 스스로 학습할 수 있는 능동적인 학습내용을 제공하고 자기 주도적인 교육훈련이 가능하게 한다. 또한 현실을 바탕으로 한 입체 3D 영상으로 교육할 수 있어 흥미롭고 몰입도 있는 교육을 시행할 수 있고 혼합현실에서 제공되는 영상을 통해 현실과 가상현실 간에 상호작용을 통해 학습자가 직접 사물을 조작할 수 있어 학습자의 학습 효과를 높일 수 있다. 그리고 시간과 장소에 구해를 받지 않아 코로나 시대에 비대면 학습 콘텐츠로 큰 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

Acknowledgement

본 연구는 대구보건대학교 사회맞춤형 산학협력선도전문대학(LINC+) 육성사업의 지원에 의해 수행된 연구입니다.

Acknowledgement

본 연구는 대구보건대학교 사회맞춤형 산학협력 선도전문대학(LINC+) 육성사업의 지원에 의해 수행된 연구입니다.

References

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