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

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

2002020962이 봉 왕


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차 례

Introduction메뉴 구조ERPSemantic PrimingERP 를 통한 메뉴구조에 대한 방법 제시

문헌 연구연구 방법

SATERP 실험

결과토의 및 결론


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Introduction

오늘날의 복잡한 시스템Operator 에게 과도한 Cognitive demand 를 요구정보의 흐름 , 결정 , 정보의 복잡한 성격의 Rate 는 Operator 를 압도

시스템의 Performance 를 높이기 위한 방법 연구 심리적 왜곡을 막기 힘듦

Physiological Evaluation methodEEG, EOG, ECG, EMG 등으로 작업자의 Workload 와 심장박동 주기의 관계 규명육체 작업이나 정신 작업시 박동 주기의 불규칙성 ( 부정맥 ) 이 감소 Physical workload 나 Mental workload 측정시 척도로 사용 할 수 있음을 보임P300 을 측정하여 Task Level 을 정할 수 있음을 보임

논문의 목적시스템의 메뉴를 이루는 어휘를 생리 척도인 ERP 로써 평가하고 설계할 수 있음을 보임


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Literature Review

메뉴 구조 설계메뉴시스템에 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 가져옴메뉴 패널 옵션의 항목들로 구성 , 옵션 아이콘들 (Icons), 단어들 (Words) 로 구성 (Helle et al., 2001)

노드간의 링크 페이지의 정보를 하부 카테고리로 연결하는 역할함메뉴구조와 내부구조의 의미적인 링크에 해당되는 단어나 아이콘 배치는 설계에 핵심 될 수 있음 (Jacko et al., 1995)

메뉴의 스크린 디자인과 깊이 (Depth) 와 너비 (Breadth) 수행도에 대한 연구의미상의 문제와 언어상 (Syntactical) 의 문제 지식구조에 대한 연구


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ERPEEG recordings 로 부 터 얻어진 Brain Activity 의 하나의 Measure제시된 자극에 대해 일어나는 Brain Activity외부 자극이나 내부의 심리적인 과정을 나타냄Samples 의 평균으로 구할 수 있음 (Andreassi, 1995)Sensory 와 Cognitive Processes 의 복잡한 정보처리와 관련된 뇌의 전기 생리학적 현상을 볼 수 있는 방법 (Holcomb, 1988)구성 성분 : Positive, Negative componentsP300 : 자극이 주어진 후 300msec 에 일어나는 positive component 상태

(Sutton, 1965)N400 : 자극 제시 후 400msec 에 일어나는 Negative component

(Kutas et al, 1980)


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P300자극의 물리적 속성에 의해 단순하게 유발되어진 유발 전위가 아닌 피험자와 자극 사이의 상호 작용에 의해 초래되는 내인성 전위불 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 탐지P300 은 불 확실감의 해소 (sutton et al, 1965), 선택적 주의력 (Squire et al, 1975), 자극 탐지 (Hillyard et al, 1971) 등의 여러 인지 기능을 반영P300 에 대한 견해 중 공통적 기능은 정보 처리


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N400의미적 처리 과정을 반영함 (Kutas, 1980)의미적 처리 과정을 요하는 경우라면 , 사람의 얼굴이나 그림 등과 같은 자극에 의해서도 N400 이 초래 (Friedman, 1990; Nigam et al, 1992)기억탐색을 반영장기 기억으로부터 정보를 인출하는 과정 혹은 장기 기억 내의 정보를 탐색하는 과정 (Memory search processing) 을 반영 (Chao, 1995)


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Schema TheorySchemata : Human Memory안에서 어떤 상태에 대한 개념들을 저장하는 지식구조 , 개념을 어떻게 사용하는지에 대한 지식을 포함Schema Theory : Sensory data 를 해석 , 기억으로부터 정보를 인출 , 행동을 구성 그리고 Subgoal 과 Goal 을 결정하는데 사용 (Satzinger and Olfman, 1998)

인간의 지식 구조 Schema 를 바탕으로 이루어짐 사용자는 메뉴 구조에 대한 Schema 를 바탕으로 시스템의 메뉴에 접근


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Semantic Priming인간은 기억으로부터 정보를 인출 할 때 , 이전의 인출 작용이나 문맥 등에 영향을 받음단어의 어휘적 결정은 비 연상된 단어로부터 결정 하는 것보다 연상된 단어를 처리 할 때 더 빠름Priming

기억을 인출하는데 빠르고 정확하게 하는 것어휘의 결정에서 상호 관련 있는 단어는 관련 없는 단어 보다 빠르고 정확하게 결정하는데 도움을 줌Priming 의 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 확산거리에 의존


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ERP 를 통한 메뉴구조에 대한 방법 제시 Semantic priming 을 생체 신호로 측정

많은 선행 연구에서 어휘 결정에 있어 N400 을 통한 Semantic Priming 을 소개하고 있음 (Kutas & Hillyard, 1980; Betin et al., 1985; Holcomb & Mcpherson, 1994; Chwilla & Kolk, 2000)Semantic priming lexical decision task 를 실시한 실험에서 의미적으로 연관되지 않은 단어가 관련된 단어에 대한 것보다 좀더 negative 한 ERP 를 보여 줌 (Betin, 1995)Picture-matching study 에서 연관되지 않은 것이 연관 된 것보다 , Non-Object 인 것이 연관되지 않은 것보다 더 큰 Negative Wave 를 그림

Semantic priming 을 적용한 메뉴 구조

각 메뉴를 이루는 어휘들 간의 연관성을 SAT 를 통해 메뉴 구조를 설계 및 평가 할 수 있음을 보임 (Park et al, 2002)


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연구 방법

Spreading Activation Test

어휘선택 및 분석 •Reaction T ime•Error Rate

Interview를 통한 어휘의 개선

Stage1 에서 추출된 어휘

Stage 2에서 개선된 어휘•ERP측정

•Stage 1•Stage 1



ERP 측정 데이터 비교.분석•Stage 4•Stage 4

본 연구의 절차


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연구 방법1 단계 실험

어휘 추출을 위한 SAT고려대학교 홈페이지 메뉴에 사용된 어휘 사용참가자

홈페이지를 사용해 본 경험 (12~36개월 , 평균 22.6개월 ) 이 있는 대학생 및 대학원생 , 10 명 참여 , 평균나이 28.3세

실험 결과

Pair 상위메뉴 하위메뉴 정답자수

반응시간(ms)

8 상징물 교호 4 3795.20

23 학교소개 행정기관 8 3581.90

37 학교소개 상징물 10 2413.80

38 행정기관 일람 1 3373.40

46 학교소개 캠퍼스안내 10 3058.70

63 캠퍼스안내 캠퍼스 10 2910.10


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연구방법2 단계 실험

ERP 도출 실험Interview 를 통해 개선 전과 개선 후의 어휘의 비교 분석참가자

7 명 , 평균 나이 27.6 세비교 대상 어휘

pair 상위메뉴 하위메뉴1 학교소개 교호

2 학교소개 일람3 상징물 교호

4 상징물 교훈5 행정기관 일람

pair 상위메뉴 하위메뉴1 학교소개 구호2 학교소개 규정3 고대상징 구호4 고대상징 교훈5 조직및규정 일람

개선 전 개선 후


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연구방법ERP 실험 절차

총 6번에 걸쳐 실험 실시각 각의 실험에는 10쌍의 어휘가 8번 제시

Prime 과 Target 의 시간은 250ms, Prime 과 Target 사이의 Inter-stimulus 와 Target뒤의 Inter-Stimulus 시간은 각 각 500ms, 3000ms

피실험자는 제시된 Prime 과 Target 을 관찰만 하고 두 단어의 연관관계를 생각어휘 쌍의 제시 순서는 Randomize 하였다 .각 실험은 약 5~6 분에 걸쳐 실시실험 후 피실험자가 원하는 만큼 충분한 휴식을 줌

Start

Target

End

Prime

On Off On Off

3000ms 250ms 500ms 3000ms250ms

Inter-stimulus

Inter-stimulus

Inter-stimulus

On


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연구방법ERP 실험 결과

개선 전 어휘 쌍인 학교 소개 ? 일람을 개선 후인 ‘학교 소개’ , ‘규정’은 Fz, Cz에서 유의 수준 0.05 에서 유의한 차이가 있음을 보였다 .

Fz Cz Pz F7 F8

Pair 2, 7

0.47 0.40

( 유의수준 0.05)


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토의 및 결론

ERP 를 사용하여 어휘의 의미적 관계를 측정할 수 있음결과로부터 파악된 ERP components 분석을 통해 , 어휘에 대한 Semantic priming 과 ERP 가 어떤 관계를 갖는지 분석 할 수 있었음어휘와 ERP 의 관계를 통해 메뉴를 설계하거나 평가할 때 사용되어 질 수 있을 것으로 보임기존 평가 방법과 같이 사용함으로써 보다 나은 메뉴 구조를 설계 할 수 있 을 것으로 보임메뉴구조 뿐만 아니라 아이콘 (ICON) 을 설계하는데 있어 도움이 될 것이며 , 따라서 컴퓨터 기반의 시스템에 전반적으로 이용될 수 있을 것이라 기대됨


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