아동기 공간지능발달을 위한 자연 환경 VR 체험에 관한 연구

홍주희 ( Joohee Hong ),조택연 ( Taigyoun Cho ) 한국공간디자인학회 2018 한국공간디자인학회논문집 Vol.13 No.2

(연구배경 및 목적) 현대사회에 아동의 소규모 교육공간은 인공적으로 구성되어 있으며 그 공간 속 아동들은 공간지능발달을 제한 받고 있다. 도시라는 환경에서 자연은 찾아보기 힘들고 아동들은 자연형상구조에 제한된 공간에서 교육받게 된다. 아동기에 이러한 비(非)자연적 공간은 아동들에게 적합한 공간이 아니다. 시간이나 공간, 거리의 제한을 받는 현대 사회의 아동의 교육공간에서 자연형상구조의 부재를 대안하기 위하여 자연형상구조가 담긴 VR영상을 체험하게 하였다. 이에 본 연구는 특정 시기아동기의 공간지능발달에 있어 VR 시각적 환경 체험이 어떠한 영향을 주는지 연구하여 아동들의 공간지능발달이 형성되는 환경에 이론적 바탕을 제시하고 이를 통해 자연형상구조에 노출이 적은 현대사회 아동들에게 VR체험을 이용하여 공간지능발달에 도움을 주고자 한다. (연구방법) 특정시기 아동의 공간지능이 가상현실 속 자연형상구조를 통해 발달되는지 연구하였다. 가드너의 다중지능 이론에 의하면 아동 지능에 있어 공간지능과 자연환경지능이 있다고 보았고, 몬테소리와 피아제에 의하면 아동의 공간지능발달이 극대화되는 시기가 있다고 보았다. 자연의 형상구조에 따른 자연의 체계와 구조를 알아보고 이로 인해 특정시기아동들은 자연의 형상구조와 법칙을 관찰하면서 공간능력이 발달한다고 가정하였다. 자연형상구조의 영상과 이미지를 VR로 체험시켜 아동의 공간지능을 향상시키는 것을 제안하고자한다. 현재 VR은 인간의 체성감각과 일치가 어려워 인간의 감각 중 시각체험을 중심으로 연구하였다. (결과) 이에 본 연구에서는 공간지능발달이 활성화되는 시기를 피아제의 구체적 조작기인 7-11세, 몬테소리는 제 2단계인 6-12세까지로 보았으며 이를 근거로 하여 만 8-12세까지 실험 대상의 범위를 정하였고 공간발달능력을 측정하기 위하여 사영적 공간 개념과 위상적 공간 개념을 나누었으며 선행 연구 실험을 참고하여 사영적 공간을 측정하기 위해 도형 그리기와 위상적 공간을 측정하기 위해 피아제가 공간지능발달의 측정을 위해 실험하였던 3차원적 영상 실험을 사용하였다. 자연형상구조가 담긴 VR 영상을 본 아동과 보지 않은 아동의 공간지능을 비교해 보았다. 본 실험은 80명의 소규모 학원에 다니고 있는 만8-12세의 아동을 대상으로 하였으며 자연형상구조가 담긴 VR 영상을 본 아동 집단 40명과 영상을 보지 않은 아동 집단 40명을 대상으로 나누고 공간지능을 평가할 수 있는 문제의 실험지를 풀게 하게 하였다. (결론) 실험 결과 자연형상구조가 담긴 VR 영상을 본 아동 집단이 그렇지 않은 집단보다 공간지능 실험점수가 높게 측정되었다. 특정시기 아동의 공간지능이 자연형상구조가 담긴 영상을 VR로 체험함으로써 발달되었음을 확인 할 수 있었으며 이를 통해 자연의 부재로 공간지능발달이 제한을 받고 있는 현대사회 도시에 거주하는 아동이 자연형상구조가 담긴 VR영상 체험을 통해 공간지능을 향상 시킬 수 있음을 알 수 있다. (Background and Purpose) In modern society, small private educational spaces for children are artificially composed, and the development of space intelligence among children is limited in such spaces. In urban environments, nature has disappeared, and children are educated with the limited exposure to the elements of natural shapes. Such non-natural spaces are not suitable for children. To substitute for the absence of natural shapes in educational spaces for children in modern society with limitations of time, space, and distance, children were exposed to VR images containing elements of natural shapes. Thus, this study aims to suggest a theoretical background regarding an environment where the development of space intelligence among children is formed by researching the effects of experience with a VR visual environment on the development of space intelligence during a specific period of childhood. It also aimed to facilitate to the development of space intelligence with the use of VR experiences among children in modern society who are less exposed to elements of natural shapes. (Methods) This study examined whether the space intelligence of children during a specific period of childhood is developed through exposure to elements of natural shapes in VR. According to Gardner's Theory of Multiple Intelligences, children's intelligence includes intelligence regarding space and the natural environment. According to Montessori and Piaget, there is a time when the development of space intelligence for children is maximized. Understanding the system and structure of nature in accordance with structure as an element of natural shapes, it was supposed that the space perceptual ability of children in a specific developmental period would be developed through observation of the structure and laws of natural shapes. The development of space intelligence among children is facilitated by realizing images with elements of natural shapes in VR. As current VR technology cannot accord with humans' somesthetic sensibility, among humans' senses, the visual experience was focused on. (Results) Regarding the period in which the development of space intelligence is activated, Piaget considered it to occur at 7-11 years old during the concrete operational stage, and Montessori considered it to occur at 8-12 years old during stage 2. Based on this, subjects of 6-12 years old were used. To measure space development ability, the projective space concept was differentiated from the topological space concept. Referring to previous studies, drawing figures were used to measure the projective space, and to measure the topological space, the 3-dimensional image experiment that Piaget used to measure space development was employed. The spatial development between children who viewed the VR images containing elements of natural shapes and children who did not view them was compared. Among 80 children of 8-12 years old from a small-sized private institute, 40 were assigned to a group that viewed the VR images containing elements of natural shapes, and 40 were assigned to a group that did not view them. They were then asked to solve questions for evaluating space intelligence in a questionnaire. (Conclusions) According to the results of the experiment, the children who viewed the VR images containing elements of natural shapes had higher space perceptual ability than the children who did not. The space intelligence of children in a specific period was developed through exposure to VR images containing elements of natural shapes. Thus, children residing in cities of modern society with limited development of their space intelligence owing to the absence of nature could improve their space intelligence by experiencing VR images containing elements of natural shapes.

Appearance Based Object Identification for Mobile Robot Localization in Intelligent Space with Distributed Vision Sensors

TaeSeok Jin,Kazuyuki Morioka,Hideki Hashimoto 한국지능시스템학회 2004 INTERNATIONAL JOURNAL of FUZZY LOGIC and INTELLIGE Vol.4 No.2

Robots will be able to coexist with humans and support humans effectively in near future. One of the most important aspects in the development of human-friendly robots is to cooperation between humans and robots. In this paper, we proposed a method for multi-object identification in order to achieve such human-centered system and robot localization in intelligent space. The intelligent space is the space where many intelligent devices, such as computers and sensors, are distributed. The Intelligent Space achieves the human centered services by accelerating the physical and psychological interaction between humans and intelligent devices. As an intelligent device of the Intelligent Space, a color CCD camera module, which includes processing and networking part, has been chosen. The Intelligent Space requires functions of identifying and tracking the multiple objects to realize appropriate services to users under the multi-camera environments. In order to achieve seamless tracking and location estimation many camera modules are distributed. They causes some errors about object identification among different camera modules. This paper describes appearance based object representation for the distributed vision system in Intelligent Space to achieve consistent labeling of all objects. Then, we discuss how to learn the object color appearance model and how to achieve the multi-object tracking under occlusions.

Appearance Based Object Identification for Mobile Robot Localization in Intelligent Space with Distributed Vision Sensors

Jin, TaeSeok,Morioka, Kazuyuki,Hashimoto, Hideki Korean Institute of Intelligent Systems 2004 INTERNATIONAL JOURNAL of FUZZY LOGIC and INTELLIGE Vol.4 No.2

Robots will be able to coexist with humans and support humans effectively in near future. One of the most important aspects in the development of human-friendly robots is to cooperation between humans and robots. In this paper, we proposed a method for multi-object identification in order to achieve such human-centered system and robot localization in intelligent space. The intelligent space is the space where many intelligent devices, such as computers and sensors, are distributed. The Intelligent Space achieves the human centered services by accelerating the physical and psychological interaction between humans and intelligent devices. As an intelligent device of the Intelligent Space, a color CCD camera module, which includes processing and networking part, has been chosen. The Intelligent Space requires functions of identifying and tracking the multiple objects to realize appropriate services to users under the multi-camera environments. In order to achieve seamless tracking and location estimation many camera modules are distributed. They causes some errors about object identification among different camera modules. This paper describes appearance based object representation for the distributed vision system in Intelligent Space to achieve consistent labeling of all objects. Then, we discuss how to learn the object color appearance model and how to achieve the multi-object tracking under occlusions.

상호작용하는 현대 공간 개념의 연구- 인지과학론을 중심으로 -

김정곤,고귀한 한국문화공간건축학회 2014 한국문화공간건축학회논문집 Vol.- No.48

With the spread of technology development and digital media media, new social order is seen, this is the space environment of the recipient center to induce the active participation of the dissemination of spatial configuration concept was unilaterally a uniform of the past it would be fair to say that to have a change. In the past, in order to represent the interaction of the space, the limits of the indicated technical limitations and space, the fusion of change and technology paradigm space, the interaction of the space, more diverse it is displayed on the active surface, in particular through the elements that can interact is extended it is displayed in a space, shows a tendency to be further maximized, the flow of the time different spatial concepts, it is as in the figure above. One of the features that appear in modern architecture space, change and traditional space concept New Media era of design environment together with changes in, with the introduction of digital technology, the participation of human beings and space to react to two-way I have spatially varying. In addition, human and space, by presenting the environment that transcends the existing physical and temporal limits and suggests that that you have developed into important concepts of modern society that emphasizes the relationship of information and time, and space humans I shows the possibility that interact with each other. The center of the interaction region of the space is human, mutual sympathetic human and space, space and space can be understood in human concept space.

사용자 맞춤 동적 지능형 환경을 제공하는 스마트 공간 프레임워크

장서윤(SeoYoon Jang),강지훈(JiHoon Kang) 한국스마트미디어학회 2021 스마트미디어저널 Vol.10 No.2

스마트 공간은 주변 환경과 상호 작용하여 인간을 지원하는 기술이며, 내장된 동적 지능형 환경을 가지고 있다. 이 논문은 스마트 공간에서 사용자 맞춤 동적 지능형 환경을 제공하는 프레임워크를 제안한다. 사용자 맞춤 지능형 서비스를 제공하는 기존 연구에서는 사용자의 관심사를 명시적으로만 분석하고, 스마트 공간을 고려하지 않았다. 암시적 관심사 분석은 명시적 관심사 분석보다 사용자에게 흥미가 있을 수 있는 서비스의 제안이 가능하지만, 분석 시 명시적 관심사 분석보다 높은 성능을 요구한다. 그리고 스마트 공간은 공간의 정보들과 상호작용하여 유용한 정보를 얻을 수 있다. 연구에서 제안된 프레임워크는 스마트 공간에 적합하도록 근접 기반 사물 소셜 네트워크를 이용한다. 또한, 암시적 관심사 분석은 사물의 소셜 미디어 정보와 공간 정보를 이용하여 스마트 공간을 위한 지능형 정보를 제공한다. 그리고 스마트 공간 특성을 고려하여 정확도를 유지하면서 성능 저하를 막는 방법을 제안한다. Smart space is a technology that supports humans by interacting with the surrounding environment. Smart space has a built-in dynamic intelligent environment. This paper proposes a framework that provides user-customized dynamic intelligent environments in smart spaces. In the existing research that provides user-customized intelligent services, users interests are only explicitly analyzed, and smart spaces are not considered. Implicit interest analysis can suggest a service that may be of interest to users rather than explicit interest analysis, but it requires higher performance than explicit interest analysis. Smart spaces can obtain useful information by interacting with information in the space. The framework proposed in the study uses a proximity-based social network of things to fit into a smart space. In addition, the implicit interest analysis provides intelligent information for smart spaces using the social media information and spatial information objects. In addition, we propose a method to prevent performance degradation while maintaining accuracy in consideration of the characteristics of the smart space.

유비쿼터스 공간 및 스마트 서비스 시나리오 디자인에 관한 연구

김철 한양대학교 2011 韓國 生活 科學 硏究 Vol.31 No.2

Advances in ubiquitous computing technologies transformed the paradigm of information interactions from P2P(person to person), or P2M(person to machine) into M2M(machine to machine), which is from human-centered to machine-centered. The target of information technology has been expanded to all surrounding objects, and the object itself is able to make decisions and reason about the information. The function of space is not static anymore; it is not decided by the designer or by its physical configuration. A new space concept is emerging so the function of space is dynamically reconfigured by combining various IT services. The paper conceptualizes an intelligent space which can be dynamically reconfigured by combining ubiquitous computing technology with architectural space. Survey have been conducted upon the existing projects, and we extracted a model of intelligent space service. By applying the model into a sample scenario, a prototypical model of the intelligent space service scenario is presented.

루이스 칸의 주택 작품에 대한 공간구문적 분석 연구

이기석 한국공간디자인학회 2020 한국공간디자인학회논문집 Vol.15 No.4

(연구배경 및 목적) 주거건축은 모든 건축의 출발점이며, 근대 거장 건축가들은 주거작품을 통해서 그들의 건축적 사고와 설계 개념을 발전시켰다. 근대 거장 건축가들의 주거건축을 이해하는 것은 그들의 건축 철학을 빠르게 파악하는 방법이 될 수 있다. 이러한 배경 하에 본 연구는 루이스 칸(Louis I. Kahn)의 주거건축을 중심으로 평면적 공간구성에 대하여 정량적인 공간분석을 시도하고자 한다. 루이스 칸의 대표적인 공간 개념인 ‘봉사 받는 공간(Served Space)’과 ‘봉사하는 공간(Servant Space)’사이의 관계성을 정량적으로 분석해 내고, 그가 설계한 1940년대에서 1970년대까지의 주택작품을 분석하여 주거건축의 공간구성 개념의 시기적인 변화 추이를 밝혀내는 데에 본 연구의 목적이 있다. (연구방법) 본 연구는 1940년대-1970년대 사이에 설계되거나 완공 된 루이스 칸의 11개 주택작품을 분석대상으로 한다. 정량적이고 구체적인 평가를 위해 공간구문론(Space Syntax)의 ‘연결도’, ‘통제도’, ‘통합도’ 및 ‘명료도’ 네 가지 변수값을 기준으로 분석한다. (결과) 연결도와 통제도 평균값의 경우는 ‘봉사 받는 공간’과 ‘봉사 하는 공간’사이에 차이가 많이 나타나고 있다. 통합도 평균값의 경우는 ‘봉사 받는 공간’과 ‘봉사 하는 공간’사이에 미미한 차이를 보이고 있다. 이는 루이스 칸은 ‘봉사 받는 공간’과 ‘봉사 하는 공간’으로 공간을 명확하게 구분하여 설계를 하였는데, 연결도와 통제도 값의 변화를 통해 ‘봉사 받는 공간’과 ‘봉사 하는 공간’을 서로 구분하고 있으며, 접근성과 관계되는 변수인 통제도 값은 ‘봉사 받는 공간’과 ‘봉사 하는 공간’ 사이에 큰 차이가 없도록 설계 한 것으로 분석할 수 있다. (결론) 루이스 칸의 주택 작품들은 시대별로 다양한 기하학적 형태의 조합으로 변화되어 왔으나 ‘봉사 하는 공간’과 ‘봉사 받는 공간’개념은 일관되게 서로의 공간을 명확하게 구분 짓는 방향으로 설계되었음을 알 수 있다. ‘봉사 받는 공간’중 가장 대표적인 공간인 ‘거실’과 ‘주침실’의 통합도 값을 분석해 보면 ‘거실’의 경우는 전체적인 통합도 평균값보다 대체적으로 높은 값을 보여‘거실’의 접근성을 높이는 방향으로 설계 한 것으로 보인다. ‘주침실’의 경우는 전체적인 통합도 평균값보다 낮게 계획하여 주침실의 접근성은 낮게 의도하고, 프라이버시에 대한 고려에 중점을 두어 설계된 작품이 대부분이었다. 그러나, 1950년대 후반, 1960년~70년대 주택작품들은 ‘주침실’의 프라이버시 보다는 접근성을 향상시키는 쪽에 더 중점을 두어 설계 된 것으로 분석되었다. 일반적으로 ‘부엌’ 공간의 통합도 평균값은 거실과 주침실의 중간정도의 값을 보일 것으로 예상되지만, 칸의 주택에서는 세 개의 공간들 중 부엌이 가장 낮은 통합도 값을 보여 최근 주택 평면도에서 나타나는 LDK형식의 평면구성과는 많은 차이를 보이고 있다. (Background and Purpose) Residential architecture is the starting point of all the architectures and the master architects in the modern times had developed their ideas on the architectures and design concepts by the residential works. Understanding of residential architectures of the master architects in the modern times can be a way to identify their architectural philosophies rapidly. Based on this background, this study tries to analyze the quantitative space on the two-dimensional space focusing on Louis I. Kahn’s residential architectures. The objective of this study is to reveal the trends of changes by the times on the concepts of spatial organization in his residential architectures upon analyzing the relationship quantitatively between ‘Served Space’ and ‘Servant Space’ which are his representative space concepts and the architectural works from 1940s to 1970s that he designed. (Method) The subjects of this study were Louis Kahn’s 11 residential works designed or completed between 1940s and 1970s. To evaluate them quantitatively in detail, they were analyzed with four variables including ‘Connectivity,’ Control Value,’ ‘Integration,’ and ‘Intelligibility’ of Space Syntax. Significant mean differences of connectivity and control value was found between ‘Served Space’ and ‘Servant Space.’ With respect to the mean values of integration, few differences were found between ‘Served Space’ and ‘Servant Space.’ (Results) Louise Kahn designed the space clearly separated by ‘Served Space’ and ‘Servant Space’ through the changes of connectivity and control value. Control value which is a variable related to connectivity can be interpreted that was designed without significant differences between ‘Served Space’ and ‘Servant Space.’ Louise Kahn’s architectures had been changed as the combination of multiple geometric types by the times, however, the concepts of ‘Served Space’ and ‘Servant Space’ were designed consistently to separate the spaces clearly. (Conclusions) Upon the analysis of integration values of living room and main bedroom that are the most representative space among ‘Served Spaces,’ integration value of living room showed higher than the overall mean value, which seemed to be designed to raise the connectivity of living room. Main bedrooms were designed for lower connectivity than overall mean value and most of the architectural works were intended to lower connectivity and to empathize the privacy. However, it is analyzed that the architectural works in late 1950s and 1960 – 1970s focused more on improving connectivity rather than considering privacy for main bedrooms. Although the mean value of integration of kitchen space is generally anticipated to show the value in between those of living room and main bedroom, the lowest integration value was shown in the kitchen among three spaces in Kahn’s architectures, which is significantly different from the two-dimensional space organization with LDK type recently appeared in the drawings of the recent houses.

일반논문 : 라이프니츠의 상대적 공간에 대한 이중적 고찰

이현주 ( Hyun Ju Lee ) 서울시립대학교 도시인문학연구소 2013 도시인문학연구 Vol.5 No.1

라이프니츠의 ``상대적 공간``이란 개념은 현대의 포스트모더니즘 철학을 비롯하여 공간 개념에 주목하고 있는 철학이나 지리학적 공간, 사회학 이론 혹은 사이버 공간에 관한 여러 논의들에 기초적 토대를 제공한다. 공간에 대한 라이프니츠의 개념은 두 가지 세계에서 설명될 수 있다. 하나는 예지계에서의 공간이고 다른 하나는 현상계에서의 공간이다. 이런 라이프니츠의 두 공간이 현대에 와서는 사회적이고, 정치적이고, 경제적인 공간 논의에서, 현상계에 대응하는 절대적 공간 개념과 예지계에 대응하는 상대적 공간 개념이 개념적으로 혼재되어 논쟁하는 것을 마주하게 된다. 그리고 특히 라이프니츠로 비롯하는 상대적 공간은, 공간과 물체와의 관계뿐만 아니라, 공간과 인간으로 그 영역을 넓혀 나간다. 더 나아가 상대적 공간은 사회 이론을 오가면서, 상대적인 것에 구성적인 것을 더하여 전유되고 확대되는 양상으로 나타나기도 한다. 따라서 이 글은 라이프니츠의 형이상학에 존재하는 두 가지 세계에서 공간의 의미를 논의한다. 그리고 예지계를 통하여 현상계에서 설명되는 ``공간``의 의미와 예지계와 현상계 사이에서 공간이 연관되는 방식이 어떤 형태로 이루어지는지도 살펴보겠다. Leibniz \relative space` concept provides the basic foundation for several areas that study space such as post-modernism philosophy, the philosophy of space, the geography, sociological theories and discussions about cyberspace. This concept can be used to understand relations between Leibniz` two worlds, that is, the intelligible world and the phenomenal world. These Leibniz` two spaces face with arguing by absolute space concept corresponding to the phenomenal world and relative space concept corresponding to the intelligible world conceptual mixed, in the social, political and economic space discussion in the contemporary. And particularly the relative space by Leibniz widens its area to not only the relationship between the space and the material, but the space and the human. Furthermore, the relative space, going and coming to social theories, appears as a mode that is possessed and extended by adding constitutive things to relativistic things. In this article, I will discuss the meaning of space found in each world, I will explicate the meanings of ``space`` applied to the phenomenal world in terms of certain features of the intelligible world. I will also examine how space in the phenomenal world and space in the intelligible world is related to each other.

Algorithm Evaluation Support Tools for Intelligent Space

Shaohua Zheng,Takeshi Sasaki,Hideki Hashimoto 제어로봇시스템학회 2009 제어로봇시스템학회 국제학술대회 논문집 Vol.2009 No.8

Intelligent Space is an environment in which a variety of sensors are distributed and installed. In this paper, the three tools to simulate Intelligent Space system, Environment Designer, Sensor Arranger and Simulation Runner are explained. They operate to make our simulator a powerful simulation platform for research and many other aims in Intelligent Space. In addition to simulation of the operation of Intelligent Space including information processing and mobile robot control, sensor arrangement is one of the main objectives of our platform. Beside of manual operation, amateur users are looking forward to more automatic functions. Because the arrangement of laser range finder is an important theme for Intelligent Space research, automatic laser range finder arrangement mode is proposed.

우주 이미지 시뮬레이터 및 인공지능 기반의 합성 우주 이미지 생성기법 연구

이하늘,이현재 한국항공우주학회 2023 韓國航空宇宙學會誌 Vol.51 No.5

With the arrival of the New Space era, techniques that using artificial intelligence (AI) for various space missions, such as on-orbit servicing (OOS) and space debris removal, are being proposed. However, since artificial intelligence technology is learning-based, it requires a large amount of image data. Currently, acquiring data related to space missions is not easy in terms of cost and time, and there is a limit to relying on simulator-based technology. In this paper, we propose a technique for generating space images using simulators and artificial intelligence. The synthetic space image generation technology and proposed technique described are expected to be used for various space missions in the future. 뉴스페이스(New Space) 시대가 도래함에 따라 우주 쓰레기 제거, 우주 파편 분석 및 제거 등 다양한 우주 임무에 인공지능(AI)을 활용하는 기법들이 제안되고 있다. 하지만 인공지능 기술은 학습 기반이기 때문에 방대한 이미지 데이터가 필요한데, 현재 우주 임무 관련 데이터를 얻는 것은 비용 및 시간적 측면에서 쉽지 않고 시뮬레이터 기반 기술에 의존한다는 한계가 있다. 이에 본 논문에서는 시뮬레이터 및 인공지능을 활용해 우주 소천체 이미지를 생성하는 기법에 대해 제안한다. 본 논문에서 기술하는 합성 우주 이미지 생성 관련 기술 및 제안 기법은 향후 다양한 우주 임무에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.