Semantic Priming 의 ERP 측정 측정 결과를 이용한 시스템의 메뉴 구조 설계 및 평가

Semantic Priming의 ERP측정 측정 결과를 이용한 시스템의 메뉴 구조 설계 및 평가 2002020962 이 봉 왕

차 례 • Introduction • 메뉴 구조 • ERP • Semantic Priming • ERP를 통한 메뉴구조에 대한 방법 제시 • 문헌 연구 • 연구 방법 • SAT • ERP 실험 • 결과 • 토의 및 결론

Introduction • 오늘날의 복잡한 시스템 • Operator에게 과도한 Cognitive demand를 요구 • 정보의 흐름, 결정, 정보의 복잡한 성격의 Rate는 Operator를 압도 • 시스템의 Performance를 높이기 위한 방법 연구 • 심리적 왜곡을 막기 힘듦 • Physiological Evaluation method • EEG, EOG, ECG, EMG 등으로 작업자의 Workload와 심장박동 주기의 관계 규명 • 육체 작업이나 정신 작업시 박동 주기의 불규칙성(부정맥)이 감소  Physical workload나 Mental workload 측정시 척도로 사용 할 수 있음을 보임 • P300을 측정하여 Task Level을 정할 수 있음을 보임 • 논문의 목적 • 시스템의 메뉴를 이루는 어휘를 생리 척도인 ERP로써 평가하고 설계할 수 있음을 보임

Literature Review • 메뉴 구조 설계 • 메뉴시스템에 다양한 서비스 기능 추가 • 전통적인 정보 시스템 구조(예, 선형구조, 나무구조)는 한계를 가져옴 • 변형된 하이퍼텍스트 구조, 망구조 (Network Structure) 등 시스템 변화 • 새로운 정보구조 설계가 요구됨 (Mcenaney, 2001) • 컴퓨터 기반 시스템 메뉴  디스플레이 되는 옵션들의 집합  실행시 시스템의 변화를 가져옴 • 메뉴 패널  옵션의 항목들로 구성, 옵션  아이콘들(Icons),단어들(Words)로 구성 (Helleetal., 2001) • 노드간의 링크페이지의 정보를 하부 카테고리로 연결하는 역할함 • 메뉴구조와 내부구조의 의미적인 링크에 해당되는 단어나 아이콘 배치는 설계에 핵심 될 수 있음 (Jackoetal., 1995) • 메뉴의 스크린 디자인과 깊이(Depth)와 너비(Breadth)  수행도에 대한 연구 • 의미상의 문제와 언어상 (Syntactical)의 문제  지식구조에 대한 연구

Literature Review • ERP • EEG recordings로 부 터 얻어진 Brain Activity의 하나의 Measure • 제시된 자극에 대해 일어나는 Brain Activity • 외부 자극이나 내부의 심리적인 과정을 나타냄 • Samples의 평균으로 구할 수 있음 (Andreassi, 1995) • Sensory와 Cognitive Processes의 복잡한 정보처리와 관련된 뇌의 전기 생리학적 현상을 볼 수 있는 방법 (Holcomb, 1988) • 구성 성분 : Positive, Negative components • P300 : 자극이 주어진 후 300msec에 일어나는 positive component 상태 (Sutton, 1965) • N400 : 자극 제시 후 400msec에 일어나는 Negative component (Kutas et al, 1980)

Literature Review • P300 • 자극의 물리적 속성에 의해 단순하게 유발되어진 유발 전위가 아닌 피험자와 자극 사이의 상호 작용에 의해 초래되는 내인성 전위 • 불 확실감이 해소된 결과로 초래됨 (Sutton et al, 1965) • Oddball task : 자극 제시 빈도 조작, Standard stimulus, Target stimulus  제시 확률이 높은 표준 자극보다 확률이 낮은 목표 자극에서 의미 있게 큰 P300 탐지 • P300은 불 확실감의 해소(sutton et al, 1965), 선택적 주의력 (Squire et al, 1975), 자극 탐지 (Hillyard et al, 1971) 등의 여러 인지 기능을 반영 • P300에 대한 견해 중 공통적 기능은 정보 처리

Literature Review • N400 • 의미적 처리 과정을 반영함 (Kutas, 1980) • 의미적 처리 과정을 요하는 경우라면, 사람의 얼굴이나 그림 등과 같은 자극에 의해서도 N400이 초래(Friedman, 1990; Nigam et al, 1992) • 기억탐색을 반영 • 장기 기억으로부터 정보를 인출하는 과정 혹은 장기 기억 내의 정보를 탐색하는 과정(Memory search processing)을 반영 (Chao, 1995)

Literature Review • Schema Theory • Schemata :Human Memory안에서 어떤 상태에 대한 개념들을 저장하는 지식구조, 개념을 어떻게 사용하는지에 대한 지식을 포함 • Schema Theory :Sensory data를 해석, 기억으로부터 정보를 인출, 행동을 구성 그리고 Subgoal과 Goal을 결정하는데 사용 (Satzingerand Olfman, 1998) • 인간의 지식 구조  Schema를 바탕으로 이루어짐  사용자는 메뉴 구조에 대한 Schema를 바탕으로 시스템의 메뉴에 접근

Literature Review • Semantic Priming • 인간은 기억으로부터 정보를 인출 할 때, 이전의 인출 작용이나 문맥 등에 영향을 받음 • 단어의 어휘적 결정은 비 연상된 단어로부터 결정 하는 것보다 연상된 단어를 처리 할 때 더 빠름 • Priming • 기억을 인출하는데 빠르고 정확하게 하는 것 • 어휘의 결정에서 상호 관련 있는 단어는 관련 없는 단어 보다 빠르고 정확하게 결정하는데 도움을 줌 • Priming의 양에 따라 빠르고 정확한 결정을 내림 • 관련된 단어가, 비 관련 단어, 비 단어에 비해 반응이 훨씬 빠름 (McNamara, 1992) • 기억은 연결된 메모리 흔적이나 단서들의 네트워크로써 이해 됨 • 활성화는 네트워크 내에서 계층적 형태로 확산, 하나의 노드로부터 낮은 노드로 확산 • 거리에 의존

Literature Review • ERP를 통한 메뉴구조에 대한 방법 제시 • Semantic priming을 생체 신호로 측정 • 많은 선행 연구에서 어휘 결정에 있어 N400을 통한 Semantic Priming을 소개하고 있음 (Kutas& Hillyard, 1980; Betinetal., 1985; Holcomb& Mcpherson, 1994; Chwilla& Kolk, 2000) • Semantic priming lexical decision task를 실시한 실험에서 의미적으로 연관되지 않은 단어가 관련된 단어에 대한 것보다 좀더 negative한 ERP를 보여 줌 (Betin, 1995) • Picture-matching study에서 연관되지 않은 것이 연관 된 것보다, Non-Object 인 것이 연관되지 않은 것보다 더 큰 Negative Wave를 그림 • Semantic priming을 적용한 메뉴 구조 • 각 메뉴를 이루는 어휘들 간의 연관성을 SAT를 통해 메뉴 구조를 설계 및 평가 할 수 있음을 보임 (Park et al, 2002)

연구 방법 본 연구의 절차

연구 방법 • 1 단계 실험 • 어휘 추출을 위한 SAT • 고려대학교 홈페이지 메뉴에 사용된 어휘 사용 • 참가자 • 홈페이지를 사용해 본 경험(12~36개월, 평균 22.6개월)이 있는 대학생 및 대학원생, 10명 참여, 평균나이 28.3세 • 실험 결과

연구방법 • 2 단계 실험 • ERP 도출 실험 • Interview를 통해 개선 전과 개선 후의 어휘의 비교 분석 • 참가자 • 7명, 평균 나이 27.6세 • 비교 대상 어휘 개선 전 개선 후

On Off On On Off Start End 3000ms 250ms 500ms 250ms 3000ms Inter- stimulus Inter- stimulus Inter- stimulus Prime Target 연구방법 • ERP 실험 절차 • 총 6번에 걸쳐 실험 실시 • 각 각의 실험에는 10쌍의 어휘가 8번 제시 • Prime과 Target의 시간은 250ms, • Prime과 Target사이의 Inter-stimulus와 Target뒤의 Inter-Stimulus 시간은 각 각 500ms, 3000ms • 피실험자는 제시된 Prime과 Target을 관찰만 하고 두 단어의 연관관계를 생각 • 어휘 쌍의 제시 순서는 Randomize 하였다. • 각 실험은 약 5~6분에 걸쳐 실시 • 실험 후 피실험자가 원하는 만큼 충분한 휴식을 줌

연구방법 • ERP 실험 결과 • 개선 전 어휘 쌍인 학교 소개? 일람을 개선 후인 ‘학교 소개’, ‘규정’은 Fz, Cz에서 유의 수준 0.05에서 유의한 차이가 있음을 보였다. (유의수준 0.05)

토의 및 결론 • ERP를 사용하여 어휘의 의미적 관계를 측정할 수 있음 • 결과로부터 파악된 ERP components 분석을 통해, 어휘에 대한 Semantic priming과 ERP가 어떤 관계를 갖는지 분석 할 수 있었음 • 어휘와 ERP의 관계를 통해 메뉴를 설계하거나 평가할 때 사용되어 질 수 있을 것으로 보임 • 기존 평가 방법과 같이 사용함으로써 보다 나은 메뉴 구조를 설계 할 수 있 을 것으로 보임 • 메뉴구조 뿐만 아니라 아이콘 (ICON)을 설계하는데 있어 도움이 될 것이며, 따라서 컴퓨터 기반의 시스템에 전반적으로 이용될 수 있을 것이라 기대됨

Semantic Priming 의 ERP 측정 측정 결과를 이용한 시스템의 메뉴 구조 설계 및 평가