시각장애인용 그래픽 햅틱전자보드 기반 교육 보조공학 시스템 설계 및 구현 : 시각장애인을 위한 헬스케어 서비스의 활용방안에 대하여 = Development of an Assistive Technology System based on Graphic Haptic-electronic Board for Visually Impaired People

국문 초록 (Abstract)

최근 공학기술의 발전과 더불어 시각장애인들의 교육 및 생활 향상을 위한 보조공학기기 사용이 급증하고 있다. 하지만 현재 출시된 보조공학기기들은 촉각 영상 정보를 현 특수교육환경 및 시각장애인 인지특성에 적합하게 제공하지 못하고 있는 문제점이 있다.
본 논문에서는 시각장애인의 현 교육환경에 대한 문제점을 해결하고, 나아가 전맹인의 교육수준과 질을 향상시킬 수 있는 그래픽 햅틱전자보드 기반의 교육 보조공학 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 크게 강의 및 저작프로그램, 그래픽 햅틱전자보드 장치 및 저시력 시각장애인용 뷰어 프로그램으로 구성되며, 교육자가 다양한 교육 자료를 빠르고 편리하게 저작할 수 있어 교육 자료의 생성 과정에서 요구되는 인력과 시간을 절감시킬 수 있고, 생성한 교육 자료를 전맹인에게 실시간으로 전달하여 다양하고 방대한 교육 자료를 제공할 수 있다는 주요 특징을 가진다.
본 시스템의 검증 및 평가를 위하여 각 클라이언트로 전송된 정보의 출력 소요시간을 측정하였다. 햅틱전자보드와 저시력인용 뷰어 각각 평균 3.2초, 0.46초의 시간이 소요됨을 확인하였으며, 햅틱전자보드와 저시력인용 뷰어에 대한 인지율은 각각 평균 95%, 94%로 나타남을 확인하였다. 이를 통해 시각장애인의 인지특성에 적합하게 생성한 영상 및 문자 형태의 교육 자료를 각 클라이언트에 제공할 수 있음을 보여주었다. 또한 기 제작된 장치들과의 비교를 통해 핀 구동시간 7.5배, 핀 간격 1%, 핀 해상도 1.56배의 향상된 구동 성능을 보여주었다.
결과적으로 본 논문에서 제안한 그래픽 햅틱전자보드 기반의 교육 보조공학시스템을 통해 현 특수교육환경에서 시각장애인들이 정보를 습득하는 과정에 발생하는 시간적 제약사항을 완화하고, 습득할 수 있는 교육 정보의 질을 향상시켜 시각장애인의 교육 효과를 극대화 시킬 수 있을 것으로 기대되며, 교육 준비 및 교육 진행 시간, 노동 및 기타 물자 등을 절약함으로써 현재 특수교육환경을 획기적으로 개선 할 수 있을 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 관련연구 5
• 2.1 국내외 시각장애인 관련 교육 보조공학장치 조사 5
• 2.1.1 국내 시각장애인 관련 교육 보조공학장치 현황 5
• 2.1.2 국외 시각장애인 관련 교육 보조공학장치 현황 6
• 2.2 시각장애인의 특수교육 환경 및 인지특성 조사/분석 9
• 2.2.1 시각장애학교의 특수교육 환경 조사 및 분석 11
• 2.2.2 전맹 시각장애인의 촉각인지 특성 조사 및 분석 15
• 2.2.3 저시력 시각장애인의 시각인지 특성 조사 및 분석 17
• 2.2.4 특수교육 환경 및 인지특성 분석 결과 요약 19
• III. 그래픽 햅틱전자보드 기반 교육 보조공학시스템 설계 및 구현 21
• 3.1 특수교육 S/W 설계 21
• 3.1.1 교육자용 강의 및 저작 프로그램 설계 23
• 3.1.2 저시력 시각장애인용 뷰어 프로그램 설계 26
• 3.1.3 네트워크 프로그램 설계 28
• 3.2 그래픽 햅틱전자보드 H/W 설계 29
• 3.3 그래픽 햅틱전자보드 기반 교육 보조공학시스템 구현 32
• 3.3.1 교육자용 강의 및 저작 프로그램 구현 32
• 3.3.2 저시력 시각장애인용 뷰어 프로그램 구현 35
• 3.3.3 네트워크 프로그램 구현 37
• 3.3.4 그래픽 햅틱전자보드 H/W 구현 38
• IV. 실험 및 평가 41
• 4.1 전체 시스템에 대한 정보인지율 검증 및 평가 41
• 4.1.1 전맹 시각장애인에 대한 실시간 그래픽 햅틱전자보드의 촉각정보 인지율 평가 41
• 4.1.2 저시력 시각장애인용 뷰어 프로그램 사용을 통한 교육정보 인지율 평가 45
• 4.2 실제 특수교육 환경에 대한 활용성 검증 및 평가 47
• 4.2.1 실시간 그래픽 햅틱전자보드 기반의 교육보조공학 시스템에 대한 실시간 반응성 및 성능평가 47
• 4.2.2 강의 및 저작 프로그램에 대한 효율성 및 만족도 평가 48
• Ⅴ. 결 론 51
• 참 고 문 헌 53