2012년 1월 30일 월요일

"LiDAR를 활용한 지리학 연구" 발표를 듣고난 후

- 2011.10.26 에 쓴 글

어제는 새벽에 추워서 잠을 설쳤다. 덕분에 12시쯤 학교에 와서 밥을 먹고 프로젝트를 좀 하다가 4시부터 미국에서 오신 성정창 교수님 특강을 들었다. University of Western Geogia의 교수로 재직 중이시다. 예전에 미국학회에 갔을대도 뵌적이 있다.

발표내용은 원격탐사 기술 중 LiDAR를 활용한 연구들이었다. 항공LiDAR 또는 지상LiDAR를 이용해 레이저를 발사해 Surface 또는 대기중의 물체들의 형태와 거리를 탐색하는 용으로 쓰인다. 요즘에는 RGB 정보도 함께 탐색해서 3D 모델링이나 식생 분석 같은 것에도 쓰인다고 한다. LiDAR 데이터로 만들 수 있는 자료는 3차원 지도, 전력선 지도, 식생 지도, 그림자 지도, 홍수 지도, 시설물 3차원 모델링, 문화재 모델링, 대기 모델링 등 규모별로 다양하다.

재밌는 응용 연구들이 많았는데 3차원 지도와 교통량 자료를 가지고 아틀란타의 소음 지도를 만든 것이었다. 소음 연구에는 3차원 모델링이 굉장히 중요하다고 한다. 거기에 유동인구 + 소득수준을 가지고 환경취약계층을 찾는 연구를 앞으로 더 진행한다고 했다. 그런데 미국에서는 사실상 소음에 관한 규제가 사문화되었단다. 땅덩이가 넓다보니 소음이 심하면 다른 곳으로 이사가버린다고. 홍수 지도 제작에도 LiDAR가 쓰인다고 한다. 최근엔 시에서 불투수성 지표에 대해 세금을 매기는 법을 제정하려는 움직임이 있어 LiDAR가 활용될 가능성이 있다고 한다. 그 이유는 한번 역류가 발생하면 그로 인한 시의 비용이 10만불 정도이기 때문에 그 부담을 불투수성 지표를 소유한 자들에게 부담시키겠다는 것이다.

알베도 연구도 가능하다. 반사도가 낮은 곳에서는 되돌아오는 신호가 약해지기 때문이다. 나무 분포와 높이를 알 수 있고, 시간대별로 그림자를 추출해서 에너지를 예측한다고 한다. 대기오염 연구같은 경우는 하늘로 LiDAR를 분사해서 데이터를 얻어낸다고 한다. 지상으로부터의 높이에 따라 밀도가 달라지는데 대기오염이 심한 날에는 낮은 높이에서 되돌아오는 신호가 높았다.

사람이 쉽게 접근할 수 없는 고준위 폐기물 시설 관리에도 LiDAR가 활용될 수 있다. 매립지에서 Depressed 된 부분을 탐색할 수 있기 때문에 폐기물 침출에 대한 관리, 감시가 가능하다.

최근에는 전력회사에 디지털화된 전력선 데이터를 구축하라는 법령이 제정되었는데 그것을 따르기 위해 전력회사에서 LiDAR로 데이터를 구축한다고 한다.

인상깊었던 점은 미국은 환경에 대한 규제를 적극적으로 세금과 법규로 제정하고 있다는 점이었다. 불투수성 지표에 대한 세금을 매기려는 움직임이나 전력선 디지털 데이터 구축에 대한 법령 등 실질적인 규제가 있기때문에 그에 따른 기술과 연구도 활발하게 진행된다는 점. 한국에서는 아직 그런 것에 대한 개념이 없기 때문에 발전이 더디지 않나하는 생각이 든다.

계통과 지역 / 기능과 개체

"최근에 들어서 사뭇 학제적이고 통합적인 성격을 띤 진화발생생물학(evolutionary development biology, 흔히 '이보디보(Evo-Deve)'라는 애칭으로 불린다.)이 등장했다. 이보디보는 표면적으로는 발새생물학과 진화생물학의 만남이지만 실제로는 생화학, 생물물리학, 세포생물학, 유전학, 생리학, 내분비학, 면역학, 신경생물학 등 생명 현상의 물리화학적 메커니즘을 밝히는 기능생물학(functional biology) 분야들과 행동생물학, 생태학, 계통분류학, 고생물학, 개체군유전학은 물론 세균학, 균학, 곤충학, 어류학, 조류학 등의 개체생물학(organismic biology)들을 포함하는 진화생물학(evolutionary biology) 분야들이 통합되어 생명 현상을 포괄적으로 이해하려는 노력이다."
- 에드워드 윌슨(최재천, 장대익 옮김), 통섭, 옮긴이 서문, p.8-9.

생물학에서 기능생물학과 개체생물학으로 구분하는 것이 지리학에서 계통지리와 지역지리로 구분하는 것과 유사한 원리인 듯하다. 계통지리는 모든 지역을 아울러 적용할 수 있는 일반적인 원리를 탐구하기 위해 각 세부 학문 영역별(경제지리, 교통지리, 도시지리, 관광지리, 시간지리, 문화지리, 지형학, 수문학, 기후학, 토양지리학, 지리정보과학 등)로 나누어져 있다. 지역지리는 각 지역의 고유한 지역성을 밝히고자 한 지역이 지닌 다양한 속성에 대해 종합적으로 접근한다. 계량혁명을 겪고 계통지리가 점차 큰 역할을 차지해왔지만, 계통지리와 지역지리는 상호보완적인 역할을 한다.

다른 분야에서 세부 학문 영역의 교류가 어떻게 이루어지고 있는지를 살펴본다면 지리학의 종합학문적인 특성을 어떻게 발전시켜야 할지에 대한 해답이 나올지도 모르겠다. 생물학의 학문체계도 하나의 답이 될 수 있을 것 같다.

2012년 1월 23일 월요일

Dr. Daniel Montello 논문 읽기

1. Kenrick, D. T., Montello, D. R., & MacFarlane, S. (1985). Personality: Social learning, social cognition, or sociobiology? In R. Hogan & W. H. Jones (Eds.), Perspectives in personality, Vol. 1. (pp. 201-234). Greenwich, CT: JAI.

"인격 이론을 발전시킬 때 생물학적 요인, 학습 과정과 인지를 고려할 필요가 있는가, 또는 유용한가? 첫째, 한 두가지 분석만으로 충분하며 그 이상은 과잉이라는 의견이 가능하다. 예를 들여, 몇몇 학자들은 생물학적인 요인은 인간 행동에 거의 변화를 설명하지 못하기 때문에 무시할 수 있다고 주장했다.

Human behavior is learned, percisely that behavior which is widely felt to characterize man as a rational being, or as a member of a particular nation or social class, is learned rather than innate (Dollard & Miller, 1950, p.25).

Except for elementary reflexes, people are not equipped with inborn repertories of behavior. They must learn them (Bandura, 1977, p.16).

또다른 학자들은 인지적 요인들을 행동의 원인으로 고려하는 것은 부적절하다고 주장했다. 심리학적 이론화에서 그러한 요인들을 무시하는 게 마땅하다. 스키너는 이러한 입장을 지지했다. 1975년에 그는:

The philosopher at his desk asking himself what he really knows, about himself or the world, will quite naturally begin with his experiences, his acts of will, and his memory, but the effort to understand the world from that vantage point, beginning with Plato's supposed discovery, has been one of the great diversions which have delayed an analysis of the role of the environment.... What I have said about the introspectively observed mind applies as well to the mind that is constructed from observations of the behavior of others (Skinner, 1975, pp. 44-66).

두번째 가능한 답은 학습, 인지, 생물학 각각 중요하지만, 그 하나는 다른 것들을 반드시 고려할 필요없이 단일 수준에서 작용할 수 있다는 것이다. 각 수준은 변이의 일정 부분을 설명하고, 아마도 이것은 추가적인 의미로서만 상호작용한다. 두번째 대안은 주어진 시간 동안 세계의 한 부분에만 초점을 두는개별 연구자에게 그럴싸한 가정일지도 모른다. 그러나 전통적으로 유기체를 움직이는 전체에 관심을 두었던 인격 이론가들은 전체의 어떤 주요 구성요소를 무시할 여유를 부리지 않을 것이다.

세번째 가능한 답은 생물학, 학습, 인지가 누적적인 방법으로 상호작용한다는 것이다. 이 경우에 인격의 완전한 이론을 위해서는 각 수준의 고려가 필수적이다. 이 논문은 첫번째, 두번째 답보다 세번째 답을 지지하는 증거를 제시하고자 한다.

생물학적 기여: 사회생물학, 행동유전학, 생리학적 접근(형태학, 생화학, 신경생리학)

사회생물학은 현대 진화 이론을 사회적 행동에 적용하는 것, 사회적 특성과 생태학적 압력을 연관지으려는 시도이다. [...] 행동유전학자들은 유전적으로 결정된 인간 행동의 변이의 정도를 확인하고자 한다. 주로 쌍둥이와 양자, 가계 연구를 통해 유전자-특성 관계를 세우기 위해 노력한다. 특성의 적응에 관한 질문은 행동유전학자들에게 반드시 중요하지는 않다. [...] 사회생물학과 행동유전학 모두 유전자가 생리학적 메카니즘의 발전과 기능에 영향을 미침으로써 작용한다고 가정한다. 인격에 대한 생리학적 접근은 직접적으로 근접한 수준의 분석을 해결한다.

학습과 사회화

인격에 학습이 기여한다는 이론들은 모두 행동의 생성과 표현에 환경적인 변수의 영향을 강조한다. 인지적인 이론도 행동의 상황적인 결정요인에 주로 강조점을 둔다. [...] 두 이론을 대립시키지도 않지만, 두 이론의 강조점이 다르다. [...] 학습 이론은 반응 획득과 자극 차별에 대한 역사적인 토대를 고려하려 하지만, 인지 이론은 인지적인 구조와 정보처리의 반역사적인(ahistorical) 연구를 해결하려 한다. [...] 스키너주의자는 모든 내부적 설명 개념을 거부한다. 반면, Bandura, Mischel과 같은 이론가들은 인지를 학습 과정의 필수적인 요소로 간주한다. [...]

인지적 관점

인지적 관점은 인격의 개념화에 대한 두 가지 다른 접근과 관련 있다. 어떤 인지 이론가들은 "인지적 특성" 또는 정보 처리의 개인적 차이를 연구했다. 또다른 인지 이론가들은 인격 특성을 관찰된 개인의 특성으로 간주하기 보다 "특성"이 어떻게 관찰자에 의해 구성되는지 고려했다. [...] 후자의 급진적인 버전은 Fiske(1974)에 의해 명확히 표현되었다:

... we could simply and explicitly define the field (of personality) as the way people perceive, interpret, and construe other people and their behavior (p.4).

[...] 인지적 관점은 일반적으로 환경을 개인에 의해 "구성된다"고 간주한다. 그러므로 인지적 모델은 환경에 담겨진 자극 정보 뿐만 아니라 개인이 그 정보를 해석하는 인지적 필터와 스키마에도 초점을 두었다. 이와같은 주관적으로 구성된 환경에 대한 관점이 개인-환경 상호작용의 특이점을 강조하게 되었다.

생물사회적 통합을 향해

(는 가장 중요한 부분이지만 차후에...)"

2. Chassin, L., Presson, C. C., Sherman, S. J., Montello, D. R., & McGrew, J. (1986). Changes in peer and parent influence during adolescence: Longitudinal vs. cross-sectional perspectives on smoking initiation. Developmental Psychology, 22, 327-334.

청소년기의 흡연 시작에 대한 친구와 부모의 영향에 대한 종단적, 횡단적 분석과 비교. 기존 연구에 따르면 청소년기에흡연, 약물 복용 등 문제 행동에 대한 친구와 부모의 영향은 나이에 따라 달라진다. 보통 초기 청소년기에는 부모의 영향이 상대적으로 크고, 중간 단계에서는 친구의 영향이 커지다가 후반기에는 부모와 친구 모두 영향을 준다고 한다. 이 연구는 이러한 가설을 새로운 방법으로 다시 검증한다.

(1) 종단 분석: 1년 간격을 둔 패널 조사를 통해 1년 동안의 변화를 분석했다. 분석 대상은 무흡연자 → 흡연시도자, 흡연시도자 → 정기적 흡연자가 된다. 즉, 전년도에 대비하여 심화된 경우만 대상이 된다. 변수는 친구, 부모의 흡연 여부, 흡연에 대한 태도, 학교 생활에서 의지하는 정도, 지각된 지원 정도, 지각된 엄격함의 정도. 분석 방법은 이분법적 변수들을 로지스틱 회귀 분석.
(2) 횡단 분석: 분석 대상은 전체. 5개 등급을 가진 변수들을 가지고 다중 회귀 분석.
(3) 함의: 횡단 분석에서는 기존 연구와 같이 나이에 따라 친구, 부모의 영향에 유의미한 변화가 나타난다는 결과가 나왔지만, 종단 분석에서는 나이에 따른 유의미한 영향은 나타나지 않았다. 그 이유는 종단 분석에서는 흡연 상태 변화를 일으키는 직접적인 요인을 파악할 수 있기 때문이다. 그러나 횡단 분석에서는 모든 상태를 한꺼번에 분석하기 때문에 영향을 미치는 요인들이 혼동할 수 있다. 그러니 시간에 따른 변화를 정확히 분석하려면 종단 분석을 함께 해야한다.

3. Presson, C. C., & Montello, D. R. (1988). Points of reference in spatial cognition: Stalking the elusive landmark. British Journal of Developmental Psychology, 6, 378-381.

공간적 발달 연구에 두 가지 주요 초점이 있는데 랜드마크의 구축은 두 초점 모두에 중요하다. 하나는 공간적 방향과 길 찾기, 경로 수정의 과정들이고, 다른 하나는 공간적 지식의 표현이다. [...]

Lynch(1960)는 랜드마크를 "잠재적으로 참조점 역할을 할 수 있는" 요소로 정의했다. [...] 이런 의미에서 랜드마크는 지각되고 기억되는 어떤 개별 객체 또는 사상(feature)이다. [...] 하지만, 공간에 어떤 요소를 위치시키기 위해서는 공간 상에 다른 알려진 요소들과 그 요소간의 관계의 명세화가 필요하다, 그 자신을 포함하여. 인지적 공간은 관계적이다.

랜드마크는 위치, 목표 객체 또는 행태적 우연성과 연관되는 공간적 자극(spatial cue)으로 설명되곤 한다. [...] 자극과 요소간의 관계가 공간적 관계에 기초하는지, 단순히 연관된 것인지 명확하지는 않지만, 이러한 의미로서 랜드마크는 넓게 통용된다. [...] 공간적 참조에 관해서는 유용하지만, 그 요소들이 영구적인 랜드마크가 되는 것을 의미하는 건 아니다. [...]

랜드마크는 "상대적으로 더 잘 알려지고" 다른 점들의 위치를 정의하는 사상인 공간적 참조점(spatial reference points)을 말하기도 한다. 이러한 의미의 랜드마크는 인지적으로 공간 기억에서 다른 요소들과 공간적 표현의 특성 및 조직과는 차이가 있다. 참조점과 비참조점의 관계는 비대칭적으로 간주된다. [...] 비참조점은 참조점과의 관계에 의해 주로 정의되고, 참조점과 비참조점 사이의 거리는 방향에 따라 다르게 측정된다. [...] 공간 기억의 구조 및 조직은 기본적으로 랜드마크의 존재에 의해 영향을 받는다. [...] 공간적 참조점으로서의 랜드마크의 개념은 "인지적 참조점(cognitive reference points)"으로부터 발전되었다. 이 개념이 독특하게 공간적일지, 보다 일반적인 인지의 속성을 반영할지는 아직 모르지만, 인지적 참조점은 의미적 기억에서 전형적인 사상일 거라는 것이다. 반면 공간적 랜드마크는 같은 방식으로 전형적이지는 않다. 이것은 맥락이 중요하다는 것을 암시한다. (e.g. 대학 도서관(중요) - 대학 건물, 대학 도서관(안중요) - 도시) [...]

경로 랜드마크. 경로 결정 랜드마크와 경로 유지 랜드마크가 있을 수 있다. 경로 수행의 연속적 특징은 시간적 연관적을 도출할 것이고, 경로에서 무엇이 중요한 랜드마크인지는 쉽게 확인할 수 없다. [...] 중요한 공간적 사상은 특정한 객체나 요소가 되는 게 아니라 더 큰 환경을 구성할 것이다.

상징적 랜드마크와 원거리 랜드마크는 구체화된 공간적 관계의 네트워크가 필요하지 않다. 상징적 랜드마크는 지역을 대표하는 단일 사상들(e.g. 에펠탑)이다. [...] 상징적 랜드마크와 가까운 곳에서 운전을 하는것과 없는 곳에서 운전하는 것의 차이는 알려지지 않았다. 운전은 상징적 랜드마크의 존재보다 지역의 지형에 따를 것이다. 원거리 랜드마크는 방향적으로 어디를 향할 수 있는지 알려준다. [...]

랜드마크의 마지막 의미는 자신이 어디 있는지 확실치 않은 공간에서 운전하는 상황에서 나타난다. 랜드마크는 공간적 경험과 알려진 공간적 표현간의 일치하는 점이 될 수 있다. [...] 지도와 다른 공간적 기호에서 정보를 사용할 때 이러한 의미의 랜드마크가 중요하다. [...]

4. Pick, H. L., Montello, D. R., & Somerville, S. C. (1988). Landmarks and the coordination and integration of spatial information. British Journal of Developmental Psychology, 6, 372-375.

5. Montello, D. R. (1988). Classroom seating location and its effect on course achievement, participation, and attitudes. Journal of Environmental Psychology, 8, 149-157.

강의실에서 앉는 자리가 학점에 영향을 주는지에 대한 연구. 경험적 증거는 그 영향은 미미하지만 앉는 자리는 수업참여와 태도에 영향을 준다고 나옴. 이 주제는 일반적으로 공간적 변수가 심리적 변수에 미치는 영향에 관한 이론들과 관련 있다.

6. Sadalla, E. K., & Montello, D. R. (1989). Remembering changes in direction. Environment and Behavior, 21, 346-363.

7. Montello, D. R. (1991). Spatial orientation and the angularity of urban routes: A field study. Environment and Behavior, 23, 47-69.

8. Montello, D. R. (1991). The measurement of cognitive distance: Methods and construct validity. Journal of Environmental Psychology, 11, 101-122.

9. Montello, D. R. (1992). An effect of seating location on course achievement?: Comment on Brooks and Rebeta. Environment and Behavior, 24, 396-399.

10. Montello, D. R. (1992). Characteristics of environmental spatial cognition. PSYCOLOQUY (refereed electronic journal), 3(52) space.10.

11. Montello, D. R. (1992). The geometry of environmental knowledge. In A. U. Frank, I. Campari, & U. Formentini (Eds.), Theories and methods of spatio-temporal reasoning in geographic space: Lecture Notes in Computer Science 639. (pp. 136-152). Berlin: Springer-Verlag.

2012년 1월 15일 일요일

지식, 기억 및 의사소통

박창호 포함 10명, 2007, 인지공학심리학: 인간-시스템 상호작용의 이해, 시그마프레스

1. 서론

p.90-95
2. 개념주도적 처리
[...] 과제 수행에서 인지 요인의 영향에 의해 발생하는 처리를 개념주도적 처리(conceptually-driven processing) 혹은 하향 처리(top-down processing)라고 한다. 반면에 대상의 크기, 색, 대비 등과 같이 주어지는 입력 정보의 특성에 기초하여 발생하는 처리는 자료주도적 처리(data-driven processing) 혹은 상향 처리(bottom-up processing)라고 한다. [...]

1) 처리용량과 훈련
[...] 정신적으로 노력을 들일 수 있는 용량은 제한되어 있는 것으로 보이는데, 즉 제한된 처리용량(limited capacity of processing)의 문제가 있다. [...] 즉, 신호의 강도나 색상, 대비 등과 같은 자극 속성은 큰 노력을 들이지 않고(effortlessly) 비교적 병행적으로(in parallel) 처리되는 반면에(자료 제한 상황), 관계성이나 의미와 같은 개념적 측면은 더 많은 정신자원의 투입을 필요로 하며(자원 제한 상황) 순차적으로 (sequentially) 처리 되는 경향이 있다.
이로 인해 과제에 적절한 처리용량을 투입하기가 힘든 상황, 즉 위급하거나 시간적 압박을 받거나 주의 폭이 제한되거나 스트레스 수준이 높은 경우에는 충분한 인지적 처리가 불가능하기 쉬우며(인지적 터널화), 그 결과 입력 자료의 말초적 특성에 의존하는 반응을 보일 가능성이 높다. 그러므로 안전과 관련된 중요한 정보는 자료주도적으로 처리하기 용이하도록 설계할 필요가 있다. [...]

2) 맥락과 배경 지식
[...] Bransford와 Johnson(1972)은 장면을 묘사한 그림이나 제목에 의한 맥락이 이해에 미칠 수 잇는 극적인 효과를 입증하였다. 그들의 실험에서 피험자는 특정 장면이나 활동(예를 들어, 옷을 세탁하는 절차)을 기술한 일련의 문장을 읽었다. 그 다음 문장의 이해 수준을 평정하고 난 뒤 문장을 회상하였다. 문장을 보기 전에 이해를 돕는 맥락이 제공된 피험자는 이해 수준과 회상이 크게 향상되었다. 사후에 제시되는 맥락보다는 사전에 제시되는 맥락이 훨씬 도움이 되었다(Bower, Clark, Lesgold, & Winzenz, 1969).
[...] 의료장치 등에서 조작단추를 제어하는 흐름도를 조정판에 표시하는 것은 다양한 의료기기를 접하고 그 사용법을 신속히 숙지해야 하는 의사들에게 새 기기의 조작을 효과적으로 유도할 수 잇다. 이것은 과제 수행과 관련된 지식을 밖으로 드러내는 것, 즉 머릿속에 있는 지식을 디자인을 통해 외현적으로(explicitly) 표시하는 예이다(Norman, 1996).

3) 편법과 편중
[...] 가용성(availability) 편법은 어떤 사건 혹은 사물이 잘 기억되는 순서에 따라 판단하는 것이다. [...] 머리에 떠오르는 사건들의 빈도가 판단에 큰 영향을 준다는 사실은 왜 사람들이 자주 발생하지 않지만 중요한 경고나 징후를 무시하는지를 설명해 준다. (ex. 비행기 사고 > 자동차 사고) [...] 처음 제시된 정보가 더 큰 비중을 차지하는 거점두기(anchoring) 편법도 이와 유사하다. [...] 대표성(representativeness) 편법은 어떤 범주를 대표하는 사례를 중심으로 판단하기 쉬운 경향성을 말한다. (ex. 집 수리, 자동차 관리 관심 -> 공학 전공?) [...]
사람들은 자신의 상태나 결정에 대해 지나치게 낙관적인 경향이 있는데, [...] [과잉신뢰 편중(overconfidence)]. 이것은 종종 실제의 위험을 과소평가하게 만든다. 그리고 사람들은 자신의 생각(가설)을 확증해 주는 증거를 찾는 데에 능숙하지만 [...], 그것을 반증하여 기각시키는 가설을 찾는 데에는 능숙하지 못하다[확증 편중(confirmation bias)]. [...] 기기가 작동하지 않을 때, 오래 써서 고장났다는 가설을 가지고 있으면, 외관이 낡아 보이는 데서 자신의 가설이 옳다고 생각하게 되고, [...] 대안 가설을 세우지 못하기 쉽다. 그런데 나중에 진정한 원인을 발견하게 되면, 우리는 '그럴 줄 알았다.' 는 식으로 결론을 내리곤 한다. 이를 사후판단 편중(hindsight bias)이라 하는데, 이것은 사고의 원인을 제대로 분석하는 것을 방해한다(박창호, 2006). 또한 결과의 호오가 선행하는 행동이나 원인에 대한 가치 판단에 영향을 주는 현상인, 결과 편중(outcome bias)도 유의해야 한다.
여러 대안을 놓고 선택할 때, 사람들은 아무 선택도 하지 않는 것을 선호하거나[생략 편중(omission bias)], 이미 내린 결정을 고집하는 '현상 유지' 경향이 있다(박수애, 2006). [...] Tversky와 Kahneman(1981)은 동일한 사건을 보는 틀(긍정적 대 부정적)에 따라 사건의 지각이 달라진다는 틀 효과(framing effect)로 이를 설명하였다. 이런 틀에는 손익 문제 뿐만 아니라 사건에 대한 가치관도 개입할 것이다(이영애, 이나경, 2005).

p.95-100
3. 지식
1) 서술 지식과 절차 지식
[...] 서술 지식(declarative knowledge)과 절차 지식(procedural knowledge)의 구별은 장기기억에서 의미 기억(semantic memory)와 절차 기억(procedural memory)의 구별에 상응한다.
서술 지식은 명제로 표현할 수 있는 사실들에 관한 지식이다. [...] 서술 지식은 단순한 사실적 정보, 개념 및 명제와 같은 초보적인 지식 덩어리들이 연결된 망으로 표시될 수 있다(Anderson, 1990). [...] 어떤 지식 단위들은 위계적으로 조직되어 있으며(예: 범주화), 상호 결속하는 구조를 가진 것처럼 보인다(예: 도식). 지식의 이런 측면은 사물이나 사건들을 분류하고 요약하는 [...] 기능을 한다.
절차 지식은 어떤 목적을 달성하기 위해 수행하는 일련의 행위(혹은 조작)에 관한 지식이다. [...] 절차 지식은 Anderson(1990)에 의하면 조건-행위(condition-action) 단위를 일컫는 산출규칙(production rule)으로 표시될 수 있다. [...] 복잡한 절차는 여러 단계의 위계적인 산출규칙으로 풀이될 수 있다.
[...] Rasmussen(1991)은 시스템과 상호작용하는 인간 행동(수행)을 지식 기반(knowledge-based) 행동, 규칙 기반(rule-based) 행동 및 기술 기반(skill-based) 행동으로 구별하였다. 지식 기반 행동은 불확실하거나 단순 규칙이 적용되지 않는 복잡한 상황에서 관련된 배경 지식 혹은 상위 수준의 지식을 동원하는 것을 말하며, 규칙 기반 행동은 익숙한 상황에서 일련의 적합한 규칙을 적용하는 것을 말한다(기술 기반 행동은 감각운동적 기술에 의존하는 행동을 일컫는다).

2) 개념과 범주
개념은 지식의 구성 단위이다. [...] 핵심적인 속성과 도출된 속성에 대한 이해나 판단은 사람의 배경 지식이나 맥락에 따라 달라질 것이다.
[...] Rosch(1978)는 개념들이 상위 범주(예: 가구, 악기), 기본 수준 범주(예: 탁자, 의자) 및 하위 범주(예: 협탁, 교자상)로 조직되어 있으며, 이 중 일상생활과 관련이 깊은 기본 수준 범주가 가장 자주 사용된다고 주장하였다. 상위 범주들끼리는 공통점이 매우 적은 반면, 하위 범주끼리는 차이점이 적은데, 기본 수준 범주들은 그 중간에 있다고 볼 수 있다.
[...] 한 범주에서 가장 대표성이 있는 항목을 '전형(prototype)' 이라 부르고, 각 개념들이 그 범주를 대표하는 정도를 '전형성'이라고 한다. 예를 들어 '사과'는 '키위'보다 과일을 더 잘 대표한다. 전형성이 높은 항목은 기억에서 더 신속하게 접근되고 정보처리된다. [...]
범주화에 대한 최근의 이론들은 개념적 속성이나 전형이나 대표적 사례에 기초한 범주화보다 범주화를 위해 사람들이 사용하는 배후의 설명(이론)을 주목하고 있다. [...] 시스템과의 상호작용에서 발생할 수 있는 여러 상태와 조건들을 적절하게 개념화하고 범주화하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있다.

3) 도식
[...] 일반적인 사물이나 사건, 상황을 이해하기 위한 지식의 틀(frame)을 도식(schema)이라 한다. 도식은 사물/대상 도식과 사건 도식[event schema, 각본(script)이라고도 한다]으로 구별되기도 한다.
[...] 도식에는 많은 정보가 요약되어 있으므로 도식을 전달함으로써 상세한 세부 설명을 대체할 수 있기 때문에, 도식은 의사소통에서도 중요한 기능을 한다.
도식의 구조는 도식이 여러 정보를 결합하고 요약하는 방식을 말한다. 흔히 도식은 필수적인 속성들의 목록으로 된 빈칸(slot) 구조를 가지고 있다고 한다. 각 빈칸의 값은 추가되는 정보에 의해 채워지는데, 만일 추가되는 정보가 없을 때에는 미리 주어진 내정값(default value)을 갖는 것으로 여겨진다. [...]
도식은 한번 형성되면매우 효율적이기 때문에 인간의 사고와 판단에 매우 강력한 영향을 끼칠 수 있다(고정관념을 바꾸기 어렵다는 것을 생각해 보라). [...]

4) 전문성
어떤 영역의 지식이 계속 활용되고 축적되면 전문성(expertise)이 발달한다. Ericsson, Krampe, Tesch-Roxmer(1993)는 전문가 수준의 기량을 갖기 위해 적어도 10년간의 세심한 훈련이 필요하다고 주장하였다. [...]
전문성이 발달하면서 전문가는 자주 반복되는 사건들을 잘 조직하게(chunking) 되고, 요소들보다 요소들 간의 관계에 대해 더 많은 주의를 준다. 전문가들은 사건이나 상황에 대해 표면적인 특징에 반응하는 것이 아니라 더 많은 시간을 투입하여 문제요소 간의 구조적인 관계성을 파악하고 그것의 유형(pattern)을 판단한다. 그 결과 전문가들은 문제로부터 해결책으로 전진적으로 풀어가는 경향을 보이는데, 초보자들은 이와 다르게 여러 가능성을 차례대로 고려하거나 반대 상황을 고려하여 대안들을 줄여 나가는 방식을 보인다. 자주 반복되는 절차 혹은 판단에 대해서는 자동화(automatization) 혹은 절차화(proceduralization)가 일어난다. [...]

p.101-112
4. 기억
1) 장기기억의 분류
장기기억에 대한 한 분류는 절차기억(procedural memory)과 서술기억(declarative memory)을 구별하고, 서술기억을 다시 의미기억(semantic memory)과 일화기억(episodic memory)으로 구별한다.
절차기억은 [...] 어떤 행위나 조작을 수행하는 절차에 대한 기억이다. [[...] 암묵기억(implicit memory)의 일종이다. 암묵기억의 효과는 지각이나 운동 수행(의 향상)을 통해 간접적으로 드러난다. [...] 암묵적인 흔적은 상황에 대한 조작자의 자각이 떨어진 상태에서도 작용할 수 있다는 점에서 주목할 만하다. 또한 암묵기억은 매우 오랜 유지 시간을 보이며, 대체로 학습할 때와 유사한 수행 과제에서 기억의 효과가 드러난다. [...]
서술기억은 문장(명제)으로 표현할 수 있는 일반 지식(의미기억)이나 자신의 신변에 벌어진 사건들에 대한 사적 기억(일화기억)으로서, 외현기억(explicit memory)의 일종이다. 의미기억은 [...] (나는 ~을 안다). 일화기억은 특정 시공간이라는 맥락 속에서 발생한 개인의 구체적인 경험을 저장한다(나는 ~한 일을 기억한다). 의미기억은 여러 맥락에서 다양하게 반복 발생한(일화적) 경험 내용이 맥락으로부터 독립하게(일반화) 된 결과로 보기도 한다.
[...] Bransford와 Johnson(1972)의 연구처럼 글의 제목과 같은 맥락을 주면, 더 ㅁ낳은 내용들을 기억해 내는데, 이것도 조직화의 효과로 볼 수 있다. 우리가 가지고 있는 개념, 범주, 도식, 정신모델, 이론, 이야기, 공변성의 탐색 등은 모두 장기기억의 내용들을 효과적으로 조직하는 도구로 활용될 것이다. [...] 예컨대 시스템 개발자가 임의로 분류한 색인어체계보다 사용자의 분류 방식에서 도출된 색인어체계에서 사람들은 더 빨리 정보를 검색하였다(박창호, 염성숙, 이정모, 2000).

3) 기억 인출과 실패
[...] 기억 재료들을 제시할 때의 순서로 인해 의도적이든 비의도적이든 기억 인출을 방해받을 수 있다. 그 결과로 소위 순행간섭(proactive interference)과 역행간섭(retroactive interference)이 관찰된다. 순행간섭은 이전에 경험한 일이 나중의 기억(학습)을 방해하는 것을 말한다. [...] 역행간섭은 조금 전에 수행한 과제가 그 이전에 수행한 다른 과제의 기억을 방해하는 것을 말한다. [...]
기억의 한 특징은 기억이 맥락의존적(context-dependent)이라는 것이다. [...] 맥락의 효과는 기억을 저장할 때의 맥락과 인출할 때의 맥락이 일치할 때 극대화되는데, 이를 부호화 특정성의 원리(principle of encoding specificity)라 한다(Tulving & Thomson, 1973). [...] 정서도 일종의 맥락으로 작용할 수 있는데, 이와 관련해서는 상태(state)의존적, 기분(mood)의존적 기억 등을 찾아보기 바란다.

4) 작업기억과 단기기억
작업기억(working memory)은 일을 하는 기억이다. [...] (그림 3-2)
작업기억은 필요한 작업을 수행하기 위해 기억 항목들을 일시 저장할 수 있는 단기 기억 장치를 필요로 한다. 단기기억(short-term memory)이란 말은 장기기억에 대응하는 표현이지만, 단기기억은 단지 짧은 기간 동안 저장한다는 것 이상으로 인간의 '특히 의식적' 행동의 수행에 능동적으로 개입하는 동적 장치이다(이에 비해 작업기억은 기억의 유지 시간이나 용량이란 측면보다 기억의 기능을 강조하는 용어이다).
[...] 단기기억은 다음과 같은 특성을 가지고 있다. [...] 첫째, 단기기억의 내용은 한번 등록된 후 그대로 내버려 두면 약 20초 후에 거의 망각된다. 망각의 일반적인 원인은 쇠퇴(decay)이지만 간섭에 의해 이렁날 수도 있다. 그러나 기억 내용을 계속 유지시키는 '시연(rehearsal)'과 같은 조작이 있으면, 저장 기간은 더 길어진다. 둘째, 단기기억은 특히 언어적 정보에 대해 주로 음운적 부호로 정보를 저장하나 시공간적 부호로도 정보를 저장할 수 있다. 셋째, 단기기억의 저장 용량의 기준은 철자 수나 단어 수가 아니라 하나의 의미로 묶어질 수 있는 덩어리, 즉 청크(chunk) 단위이다. 그 청크는 객관적인 것이 아니라 사람이 기억할 재료를 어떻게 의미적으로 조직화하느냐에 달려 있는 것이다. [...] 넷째, 단기기억에서 유지할 수 있는 정보의 양(용량)은 매우 제한되어 있는데, 그 범위는 대략적으로 '7±2' (청크)이다. [...] 기억 항목이 숫자, 기호, 문자, 단어, 구절 등의 순으로 복잡해질수록 저장 가능한 크기는 조금씩 줄어든다. 다섯째, 단기기억의 내용을 계속 유지하기 위해서는 시연이 필요하다. 그러나 시연의 총량은 제한된 것으로 보이기 때문에 현재 기억 중인 항목 수가 많으면 각 항목에 배당되는 시연의 양이 줄어들게 되고, 복잡한 항목들에 대해서는 각 항목을 시연하는 데에 더 많은 용량이 필요하므로 기억 수행이 떨어지게 된다. 마지막으로 단기 기억의 용량에는 개인차가 있다. [...]

5) 작업기억 시스템과 수행에의 함의
현재 작업기억은 중앙집행부(central executive)와 그 하위 시스템인 시공간메모장(visuospatial sketchpad), 음운루프(phonological loop) 및 일화버퍼(episodic buffer)로 구성된 시스템으로 생각된다(Baddeley, 2000)


[...] 작업기억의 처리부담을 줄이기 위해서는 복합적인 과제를 각각 시공각적인 과제와 청각조음적인 과제로 분리하는 것이 좋다. 보조장치를 이용하여 중복성 이득(redundancy gain)을 얻고자 하는 경우에도 보조장치는 주장치와 다른 모드(mode)로 표시하도록 안배하는 것이 필요하다. [...]

6) 기억의 역동성
[...] 기억은 정보를 유지할 뿐만 아니라, 부호의 형태를 변형시키거나 정보들간의 관련성을 처리하고, 이곳에서 저곳으로 기억 항목을 옮기는 등의 능동적 작업을 한다. [...] '구성적인' 특성을 가지고 있다. [...] 기억은 환경 속에 있는 사물들과 사람들 간에 분산되어(distributed) 있다고 볼 수 있다.

p.112-116
5. 정신모델과 상황지각
1) 정신모델
시스템의 구조나 작동 방식에 대한 정신적 모델을 정신모델(mental model)이라 한다(Caroll & Olson, 1987; Gentner & Stevens, 1983; Norman, 1996). [...] Caroll과 Olson은 정신모델에 대해, " [...] 이것은 사용자가 실행하기 전에 정신적으로 행위를 시도해 보도록 할 만큼 충분한 시스템 지식이라 할 수 있다(p.12)."고 하였다. [...] 부적절한 정신모델은 결정적인 순간에 조작자의 오판을 유발할 위험이 있다.
[...] Norman(1996)은 시사점이 많은 몇 가지 개념들을 소개하였다. 그중 하나는 시스템의 가시성(visibility)으로서 이 개념은 시스템의 상태 및 조작할 수 있는 여러 대안들을 쉽게 파악할 수 있는 정도를 말한다. [...] 다른 개념은 자연스러운 대응(natural mapping)이다. 이는 가능한 행위의 수와 제어기 간의 짝짓기가 자연스러워야 한다는 것인데, 예를 들면 시스템의 왼쪽 부분을 조작하려 할 때 사람들은 조작판의 왼쪽을 우선 살펴보게 될 것이다. 제약(constraints)도 중요한 요인이다. 시스템의 작동에 종종 여러 제약조건이 부과되는데, 이는 시스템의 전기적·기계적 한계에서 비롯될 수도 있고 시스템의 용도에 의한 것일 수도 있다.
잘못된 정신모델로 인한 오류나 실패를 방지하기 위해 정신모델에 대한 학습과 훈련을 생각해볼 수 있다. [...] 정신모델은 복잡한 지식의 망의 일부로 이해되어야 할 것이며, 또한 전문성(expertise)의 한 주제로 고찰될 필요가 있다.

2) 상황자각
[...] 현재 우리가 어떤 상황에 처해 있는가와 이 상황이 앞으로 어떻게 변할까에 대한 앎을 상황자각(situation awareness)이라 한다. 상황자각은 지금 벌어지고 있는 사태에 대한 해석의 틀을 제공하므로, 일반적인 맥락의 효과를 일으킨다. [...]
상황자각은 상황에 대한 정신모델이라 볼 수 있는데, 상황이 계속 변하는 것에 맞추어 상황자각도 역동적으로 갱신되어야 한다. 이것은 조작자로 하여근 상황의 여러요소에 대한 분할된 주의를 지속적으로 줄 것을 요구하는데, 주의 배분에 대한 체계적인 훈련이 상황자각 능력을 향상시킬 것임을 알 수 있다. [...]

p.116-128
6. 의사소통
[...] 오늘날 인간과 시스템은 상호작용하며 협동 작업을 하고 있는데, 이 상호작용은 대화 혹은 의사소통(communication)으로 개념화될 수 있다.
인간이나 시스템 간의 대화는 여러 채널을 통해 일어날 수 있는데, 이는 여러 가지 방식으로 분류된다. (ex. 언어적 vs. 비언어적; 인지적 vs. 정서적) 비언어적 의사소통에 손짓, 얼굴표정, 억양이나 음조 등 여러 측면이 각기 다른 정보를 전달할 수 있다. [...] 의사소통에 개인 인지의 요인들뿐만 아니라 그 이상의 언어적, 사회적, 상황적 요인이 크게 관련된다. [...]

1) 매체
(1) 그림기호와 아이콘
그림기호(pictogram)나 아이콘(icon) 등은 단순한 신호 이상으로 어떤 내용을 전달할 가능성이 있기 때문에 특히 유용할 수 있다. [...] 그러나 그림기호나 아이콘은 그 자체로 애매하게 해석될 수도 있으며, 특히 좀 더 복잡한 관계를 표시하려는 경우 해석의 어려움이 가중된다. [...] 또 다른 문제점은 상징을 임의적으로 조합하여 새로운 의미로 확장 사용하기 어렵다는 것이다. 또한 그림기호나 아이콘의 수가 많아지면, 이를 모두 기억하고 서로 식별하는 데에 많은 부담이 생긴다. [...] 그러므로 그림기호나 아이콘은 전반적인 형태를 서로 다르게 하거나 뚜렷한 여러 개의 변별 특징의 유무로 구별되도록 하는 것이 좋다. [...] 이모티콘(emoticon)은 [...] 기분이나 감정 혹은 간단한 메시지를 전달한다. [...]

(2) 상징부호: 기호와 단어
기호나 단어와 같은 상징부호는 기본적으로 임의적이므로, 자유롭게 많은 상징을 만들어 낼 수 있는 이점이 있다. 그 대신 상징과 사징의 조작법을 학습하고 기억해야 한다. 언어는 가장 대표적이고 효용성이 높은 상징체계이다.
[...] 메세지의 길이는 메시지의 정보량에 비례하도록 설계할 필요가 있는데(Shannon-Fano원리), 이는 언어에서 단어 길이는 사용빈도에 반비례하는 방식으로 드러난다(Zipf의 법칙). [...]
메세지(정보 전달)의 안전성도 중요한 측면인데, 경제성과 갈등을 일으킬 수 있다. [...] 혼동을 줄이기 위해 글자의 크기나 색과 같이 신호의 감각 속성을 강조하는 방법이 있다. [...] 다른 효과적인 방법은 중복적인 신호/메시지를 추가하는 것이다. [...] 상징들을 공간적으로 배치하는 것도 중요하다. 공간적으로 분리된 상징들은 한 덩어리로 처리될 가능성이 높기 때문이다(집단화에 기인한 청킹). [...]
단어는 풍부한 내용을 효과적으로 전달할 수 있지만, 순차적으로 처리되고 길이가 일정하지 않으며, 정확해야 한다는 문제가 있다. [...] 글자체(꼴)도 고려해야 한다. 영문자의 경우 사람들은 [...] 대문자 첫 글자와 소문자 본문으로 된 글들을 잘 인식한다. 그러나 단독으로 제시된 단어나 철자의 경우에는 대문자가 더 잘 식별되므로, 문장 속의 강조 부분은 대문자로 처리하는 것도 나쁘지 않다. 한글의 경우, 문장의 경우에는 명조체 혹은 이와 유사한 글자체로 하고, 단독 단어나 글자의 경우에는 고딕체나 유사한 글자체로 할 때, 인식률이 더 좋아질 것이다(김정오, 1982).
[...] 단어의 인식은 단어를 구성하는 첫째 형태소에서 다음 형태소 순으로 벌어진다는 연구들을 토대로 할 때, 약어에서 첫 형태소를 유지하는 것이 더 잘 식별될 수 있다. [...] Moses와 Ehrenreich(1981)에 따르면, 약자를 구성하는 기법에서 가장 중요한 원리는 일관된(consistent) 규칙을 사용하는 것이다.

(3) 소리와 말
소리와 말은 삭제하지 않아도 빨리 사라지고, 마음속에서 의미부호로 전환되지 않으면 잘 유지되지 않는다. [...] 또한 소리는 울려 퍼지기 때문에 여러 사람에게 동시에 메시지를 전달하는 데 효과적이지만, 어느 정도 떨어진 거리에서는 음원이 불확실하게 되어 소음으로 취급되거나 주의를 끌지 못하는 경우가 있다.
말(speech)은 특정한 맥락 속에서 사용되기 마련인데, 대화 당사자들은 주로 같은 상황에 놓여 있게 된다. [...] 의사소통이 잘 되는지에 대한 상대방의 피드백을 빨리 받을 수 있으므로, 말은 매우 신속하고 효율적인 의사소통 방법이다. [...] 소리나 말은 제시된 후 흔적이 남지 않기 때문에 특정한 조작을 하기까지 혹은 일정한 회수만큼 반복 제시되는 식으로 사용되곤 한다. [...]

(4) 표시하는 방법
[...] 한 가지 주제는 표시판(display)의 성질을 상태(status) 표시 방식과 명령(command) 표시 방식으로 구분하는 것이다. [...] 상태 표시의 경우, 조작자는 현 상태에 올바르게 대응하는 조작을 산출해야 하기 때문에 조작자에게 가외의 정신적인 부하가 주어지게 된다. 그러므로 여분의 처리용량을 가용하기 힘든 스트레스 상황 혹은 시간적 압박이 있는 상황에서는 명령 표시 방식이 비교적 더 유리할 것으로 생각되는데 이는 자료주도적 처리가 더 적은 처리용량을 필요로 하는 것과 같은 이치이다. [...] 가능하다면 더 좋은 해결책은 상태 표시와 명령 표시를 함께 제시하는 것이다. 이것은 소위 중복성(redundancy)의 이점을 살리는 것이다. [...] 중복적 제시는 시공간적 조작 능력이 더 우수하거나 청각적·언어적 조작 능력이 더 우수한 사람들에게 자신에게 더 유리한 표시 방식을 선택할 수 있는 기회를 준다.
[...] 그래픽 혹은 그림 정보는 전반적 이해의 틀(frame)이나 일종의 식별표시(mark)의 역할을 할 가능성이 높으며, 언어적 정보는 상황이나 조작에 대한 설명을 제공하는 역할을 할 가능성이 높다(Stone & Gluck, 1980). 그래픽 혹은 그림 정보는 충분히 자세할 필요는 없다. 단순한 선그림이 세세한 삽화 못지 않게 좋은 수행을 낳으며, 도식적 선그림이 사진보다 더 좋은 수행을 낳는다(Wickens & Hollands, 2003).

3) 형식적 측면
[...] 수화(sign language)는 일련의 손짓 말을 순서대로 만들어 의사를 전달한다. 손짓 말을 펼치는 순서가 달라지면 그 의미도 다른 것이 될 수 있다. 이와 마찬가지로 단어나 개념이 제시되는 순서는 언어 이해에 매우 중요하다. 언어 이해는 입력되는 정보의 순(first-in first-out)이라는 것이 언어심리학자들의 견해이다. 먼저 입력되는 정보는 이야기의 화제(topic)를 전환하여 설정하거나 이미 알고 있는 것을 확인하는 역할을 하는 경우가 많다. [...] 이런 관계를 '주어진(given) 정보 - 새로운(new) 정보'의 관계라고 한다. [...]
언어 이해에는 개념이나 명제의 논리적 조작이 개입하는데, 논리적 조작의 요구가 클수록 더 많은 정신적 조작이 필요하고, 결과적으로 이해하기 어려워지거나 오류가 발생하게 된다. (ex. 이중부정, 부정문) (Carpenter & Just, 1975; Clark & Chase, 1972) [...] 참 진술문 간에는 긍정 형식이 부정 형식보다 빨리 판단된다. 거짓 진술문들 간에는 오히려 부정 형식이 긍정 형식보다 빨리 판단된다. [...] 다른 이유가 없다면 행위의 주체, 선행 사건, 원인 등이 능동문의 주어가 되는 것이 좋다(예: 오기능이 그 증후를 일으켰다.) 수동문의 처리와 유지에는 더 많은 정신조작과 처리자원이 필요하기 때문이다. [...]

4) 화용적 측면
[...] Grice(1975)는 의사소통에서 암묵적으로 따르게 되는 규범, 즉 대화의 격률(maxim)이 있으며, 대화의 의미는 이 규범을 배경으로 파악된다고 주장하였다. 이 격률의 네 가지는 첫째, 양(필요한 만큼의 내용), 둘째, 질(거짓이 아닌 내용), 셋째, 관계(화제와 관련된 것), 넷째, 방식(간결 명료하게 표현)이다. 만일 방금 한 말을 부연하여 장황하게 말한다면('양'의 격률) 듣는 사람은 그 말을 자구대로 받아들이기보다는 숨겨진 뜻이 있을 것으로 여길 것이다. [...]

5) 모호성과 애매성
[...] 소음 때문에 잘 들리지 않는다면 그 메시지는 모호한 것이다. 반면에 명료하게 들리기는 하나 그것이 여러 가지로 해석될 수 있다면 그 메시지는 애매한 것이다. [...] 의사소통이 효율적이려면 메시지가 갖기 쉬운 애매성과 모호성을 제거해야 한다. 이를 위해서는 더 많은 정보가 추가되어야 한다. [...] 메시지의 애매성을 줄이기 위해서는 [...] 메시지의 맥락이 적절하게 설계되어야 한다. 화자와 청자 혹은 시스템과 사용자는 공통되는 배경 지식과 상황인식을 가질 때 효율적으로 의사소통을 할 수 있다. [...]

6) 의사소통과 협동 작업
의사소통은 신호나 메시지를 교환하는 것 이상이다. 의사소통 과정을 통해, 특정한 환경 단서에 주목하거나 무시하게 되고, 특정한 기억이 인출되거나 간과되기도 하며, 이해가 발생하고, 정신모델이 (재)구성된다. [...]

2012년 1월 3일 화요일

지각과 주의, 작업부하

박창호 포함 10명, 2007, 인지공학심리학: 인간-시스템 상호작용의 이해, 시그마프레스

p.58
(생략) ... 맥락에 의한 기대도 지각에 영향을 미친다. 우리는 신호탐지이론 논의에서 이미 기대가 단순 자극을 지각하는 기준에 영향을 미친다는 것을 알고 있다. ... (생략) ... 유사한 기대 효과가 대상에 대해서도 일어난다. Biederman과 Glass 및 Stacy(1973)는 잘 정리된 그림과 마구 얽혀 있는 그림을 제시하고 피험자로 하여금 그 그림들 속에서 특정한 대상을 찾도록 하였다. ... (생략) ... 실험 결과, 정리된 장면 속에서의 탐색시간이 뒤섞인 장면 속에서의 탐색시간보다 훨씬 더 짧았다. Biederman 등은 또한 정리된 장면과 뒤섞인 장면 속에서 있음직한 대상을 찾는 것과 그렇지 않은 대상을 찾는 것의 차이를 살펴보았다. 그들은 특정 장면에 어울리지 않는 물건이 없음 [생뚱맞은 것이 들어가 있는지]을 결정하는 것이 어울리는 물건이 없음[젖절한 물건이 있는지]을 결정하는 것보다 쉽다는 것을 발견하였다. 이 발견은 관찰자들이 특정한 테마에 어울리는 대상에 대한 기대를 발달시킨다는 것을 말해 준다. 그래서 우리의 지각은 특정 장면이 제공하는 정보뿐 아니라 우리의 기대에 의해서도 영향을 받는다.

기대의 효과는 대상이 주변 시각장에 주어질 때 매우 중요하다(Biederman, Mezza-motte, Rabinowitz, Francolini, & Plude, 1981). 기대되지 않은 대상이 주변 시야에 주어질 때, 특히 그것이 작을 때는 탐지가 어렵다. 기대되지 않은 대상의 위치가 중심에서 4˚ 주변 시야로 이동함에 따라서 탐지 실패의 비율이 70%까지 상승한다. 주변부 대상의 이 탐지 실패의 비율은 그 대상이 기대된 것일 때에는 거의 반 정도로 줄어든다.

p.59
Leibowitz와 그의 동료들(Leibowitz & Owens, 1986; Leibowitz & Post, 1982; Leibowtiz et al., 1982)은 야간 운전에 대한 두 시각체계 이론의 함의를 연구하였다. 이전에 제안된 파보세포(parvo-cellular) 대 매그노세포(magno-cellular) 구별과 일치하게, 그들은 대상의 재인과 확인에 초점을 두는 초점모드(focal mode)와 운동과 공간의 방향을 조절하는 다향모드(ambient mode)를 구분하였다. 초점 시각은 중심과 시각에 주로 관심을 두는 반명에 다향체계는 전체적인 시각장의 변화에 기초하고 있다. 운전에 있어서 초점 모드는 표지판과 주위 환경에 있는 대상물들의 확인에 관여하는 반면, 다향 모드는 자동차의 방향을 이끈다. ... (생략)

p.60
(생략) ... 주의의 여러 가지 기본적인 측면들을 구분할 수 있다. 첫째, 정보의 한 가지 측면에만 초점을 맞추고 다른 것은 무시하는 능력이 있다. ... (생략) ... 이것을 선택적 주의라 부른다. 주의의 또 다른 측면은 운전 중에 대화를 나누는 등의 중다 과제를 수행할 때 주의를 분할하는 능력과 관련된 것이다. 이것이 분할 주의이다. 주의의 또 다른 측면은 과제를 수행하는 데 필요한 정신적인 노력과 관련되어 있다. 전형적으로 만약 어떤 과제가 상당한 노력을 요구한다면 그것은 주의가 필요한 과제이다.

정신적 노력의 개념은 정신적 작업부하와 밀접하게 관련되어 있다. 오퍼레이터의 직무에 필요한 주의의 정도를 측정하는 것이다. 작업 부하를 예측하고 측정하는 많은 기법들이 주의에 관한 기본적인 연구들로부터 파생된 개념과 방법에 근거하여 개발되어 왔다. ... (생략)

p.61
(생략) ... 병목모델은 우리가 주의를 기울일 수 있는 정보의 양이 제한되어 있다는 정보처리 순서에서 특히 단계를 중시하였다. 반면에 자원모델은 주의를 [...] 하나 혹은 그 이상의 과제에 할당할 수 있는 제한된 용량인 자원으로 간주했다.

p.62-63
1) 주의 모델
(1) 병목 모델
Broadbent(1958)의 여과기 이론



Treisman(1964a,b)의 약화이론
Deutsch와 Deutsch(1963), Norman(1968)의 후기 선택 이론


p.64-66
(2) 자원 모델
Kahneman(1973)의 단일자원모델 ... (생략) ... 단일자원모델의 한 가지 결론은 연구자들이 과제의 다양한 정신적 하위 과정에 필요한 주의 요구를 측정하기 시작했다는 점이다. ... (생략) ... 그러한 절차는 다른 과제들의 난이도를 결정하는 데 사용될 수 있고, 오퍼레이터의 수행이 힘들 때를 예상하는 데 사용될 수 있다.

중다자원모델은 단일 주의 자원은 없다고 주장한다. 대신에 별개의 하위 체계들이 각각 제한된 자원 풀을 가진다. Wickens(1980, 1984)는 처리(부호화, 중앙 처리 과정, 반응), 부호(언어적, 공간적), 입력(시각적, 청각적), 출력 양상(손, 음성)의 각 단계를 구성하는 자원의 3차원적 체계를 제안했다.



(생략) ... 중다자원모델에 의한 일반적인 원리는 과제 차원들(처리, 부호화, 양식의 단계)이 겹치지 않는다면 중다 과제의 수행이 전형적으로 더 나을 것이라는 것이다.

p.66-68
(3) 주의 양상
선택 주의 ... (생략) ... 선택적 주의 연구에 사용되는 한 과제가 선택적 듣기 과제이다. 이 과제에서 주의를 기울여야 하는 청각적인 표적 메시지와 함께 방해 청각신호가 동시에 제시된다. 방해 자극은 표적 메시지를 차단하거나 혼동시킴으로써 그것의 처리를 방해한다. 선택적 듣기는 표적 메시지가 방해물과 물리적으로 멀리 떨어져 있을 때 상대적으로 쉽다. ... (생략)

중다 시 신호를 제시함으로써 시 자극에 대한 선택적 주의를 연구해 왔다. 예컨대 시각도로 1˚가량 떨어진 곳에 있는 무 관련 자극은 표적의 처리를 다소 방해할 것이다(Eriksen & Eriksen, 1974). 반면에 공간적으로 충분히 분리되어 있는 방해 자극이라면 표적의 처리에 전혀 영향을 주지 않을 것이다. 방해문자들이 공간적으로 충분히 분리되어 있지 않다면 표적 단어와 함께 처리되어 과제 수행을 어렵게 만들 것이다(Eriksen & St. James, 1986; Treisman, Sykes, & Gelade, 1977).

(생략) ... Parasuraman과 Nestor(1991)에 의하면 주의 전환 능력이 늙은 치매 운전자들의 운전 능력을 저하시키는 인지적 요인이다. ... (생략)

분할 주의 분할 주의 과제는 동시에 여러 개의 압력에 주의를 기울여야 하는 것이다. 대부분의 경우 단일자원에 주의가 요구될 때보다 수행이 상대적으로 저조하다. 이러한 수행 저하는 정보 지각 정확성의 감소, 느린 반응시간, 탐지와 확인을 위한 식역의 상승 때문에 나타난다.

(생략) ... 동시에 존재하는 중다 표적에 대한 수행은 연습으로 향상될 수 있지만(Ostry et al., 1976), 결코 단일 과제 수행 수준으로 회복될 수는 없다. ... (생략) ... 이중 과제 수행에서 이러한 교환은 수행조작특성(POC) 곡선으로 설명된다. 이것은 ROC 곡선과 어떤 측면에서 비슷하다. ... (생략) ... 만약 두 과제가 단독으로 수행될 때만큼 효율적으로 동시에 수행될 수 있다면 수행은 독립적인 지점(independent point, P)에 놓일 것이다. 이 점은 두 과제가 함께 작용해도 주의 제한이 일어나지 않을 때의 수행을 나타낸다. ... (생략) ... POC 곡선이 P에 가까이 가면 갈수록 수행은 더 효율적이다.

p.69-70
각성과 경계 주의는 각성(arousal) 수준에 영향을 받는다. 주의 할당 방식과 주의 자원의 양이 각성 수준에 영향을 미친다. ... (생략) ... 각성 수준이 낮으면 수행이 저하된다는 것은 당연한 일이다. 낮은 각성 수준에서는 과제 세트(즉, 과제 수행을 위해 준비되는 것)를 잘못 채택할 수 있고 주시 과제에 주의를 적절하게 몰입하지 못할 수도 있다.


(생략) ... 놀라운 것은 수행이 높은 각성 수준에서도 저하된다는 것이다. 주의 통제 감소가 이 상태의 수행을 저하시킨다. 높은 각성 수준에서는 주의 폭이 좁아져서 주의를 이끌기 위해 사용된 단서들의 범위도 제한된다(Easterbrook, 1959). 또한 적절한 단서와 부적절한 단서들 간의 구별 능력도 떨어질 것이다. (생략) ... 높은 각성 수준에서 일어나는 주의의 한계가 지각적 협소화이다(Kahneman, 1973). [다른 스트레스 수준에 따른 과제 수행을 평가] ... (생략) ... 긴 시간 동안 지루한 과제를 수행해야 할 때 각성 수준은 낮아진다. 경계(vigilance) 과제들로 주의의 이러한 측면들을 연구해 왔다. 경계 과제는 예상치 않은 시행에서 발생하는 비교적 불규칙한 신호들을 탐지하는 것이다.

p.71-80
2) 정신적 작업부하
(생략) ... 작업부하는 한 사람이나 집단이 일정 기간 내에 수행하는 작업의 총량을 말한다. 정신적인 작업부하는 과제를 수행하는 데 필요한 정신적인 작업이나 노력의 양이다. 과제 요구가 증가함에 따라 정신적인 작업부하도 증가하기 마련이다. ... (생략) ... 그러나 비요구 과제 또한 오퍼레이터의 경계 수준을 감소시켜 수행을 저하시킨다.

(생략) ... 많은 작업부하 평가기법들은 여러 면에서 서로 다르다. ... (생략) ... 경험적 기법은 조작 시스템이나 시뮬레이션 환경에서 작업부하를 직접적으로 측정하는 데 사용된다. 반면에 분석적 기법은 시스템 개발 과정에서 초기에 작업부하 요구를 예측하는 데 사용한다.

(1) 경험적 기법
경험적 기법은 1차 과제의 수행 측정, 2차 과제의 수행 측정, 생리심리학적 측정 및 주관적인 척도를 포함한다.

(생략) ... 동공 지름측정법 [...] 작업부하 요구가 크면 동공의 크기가 더 커진다. [...] 심장박동률 [...] 작업부하가 증가하면 심장박동률도 증가한다(Wilson & O'Donnell, 1988). 그러나 심장박동률의 1차적 결정인이 신체적 작업부하와 각성 수준이기 때문에 심장박동률이 정신적인 작업부하의 지표와 일치하지는 않는다. 좀 더 나은 측정치는 심장박동률의 변산성이다(Vicente, Thornton, & Moray, 1987). [...] 유발 뇌 전위 [...] 감소된 자극 사상의 제시가 뇌로부터 반응을 일으키며 이것이 피질에서 유발된 전압의 진동이다. 이런 일시적인 반응이 두피에 부착된 전극에 의해 측정될 수 있다. 많은 시행들을 평균하여 특정 상황에서의 유발 뇌 전위의 파형을 결정한다. 유발반응의 구성요소는 정적(P)이거나 부적(N)이다. 그 피크점들과 자극 제시 시간 간의 간격에 근거하여 구성성분을 명명한다. P300(사상 출현 후 300ms 경과 후에 나타나는 정적 구성요소)은 작업부하에 영향을 주는 것으로 해석될 수 있는 반응시간 효과와 진폭 효과를 보인다. 자극이 반복됨에 따라 반응폭은 감소하지만 기대되지 않은 자극 사상이 출현할 때 다시 증가한다(Duncan-Johnson & donchin, 1977). 따라서 P300은 자극의 수행에 필요한 인지적 처리에 영향을 준다. [영향을 준다기 보다는 지표로서 나타나는 거 아닌감???] [...] P300은 자극 평가 과정에만 민감하기 때문에 작업부하가 부과된 자원의 유형을 진단한다고 간주한다. ... (생략)

(생략) ... 널리 사용되는 주관적 기법이 나사 과제부하 지표(NASA-TLX) (Hart & Stavelank, 1988)이다. 이 지표는 오퍼레이터가 작업부하 요구를 평가하는 6개의 척도로 구성되어 있다. 이 척도는 정신적인 요구, 신체적 요구, 기질적 요구, 수행, 노력 및 좌절 수준을 평가한다. ... (생략)

(2) 분석적 기법
비교 비교기법의 기본 아이디어는 개발 중인 시스템의 작업부하를 추정하기 위해 이전 시스템으로부터 얻은 작업부하 자료를 사용하는 것이다. 따라서 이런 기법은 이전의 자료가 존재할 때에 유용하다. (생략)
전문가 의견 [...] 유사한 시스템의 사용자나 개발자에게 시스템에 대한 기술문을 제공하고 다른 것들 간의 작업부하를 예측하게 한다. 흔히 이 기법은 비공식적으로 행해진다.
수학적 모델 [...] Senders(1964)에 의한 한 가지 모델은 제한된 주의 용량을 지닌 오퍼레이터가 많은 디스플레이로부터 정보를 표집한다고 가정한다. 각 디스플레이와 오퍼레이터의 처리 비율에 대한 채널 용량이 디스플레이가 정확하게 교환된 정보를 조사하는 방법을 결정한다. 따라서 오퍼레이터가 어떤 특정 디스플레이에 할당한 시간의 양을 시각적 작업부하의 측정치로 사용할 수 있다. ... (생략)
과제 분석 과제 분석은 전체 시스템 목적을 구획과 오퍼레이터 과제, 궁극적으로 구성요소적 과제 요구로 나누는 것이다. [...] 결론적으로 정신적 작업부하에 대한 대부분의 과제 분석 측정법은 가용한 자원의 양과 상대적으로 단위 시간마다 요구되는 정신적 자원의 양인 시간 스트레스의 추정에 초점을 둔다. 한 가지 예외가 McCracken-Aldrich 기법(Aldrich & Szabo, 1986; McCracken & Aldrich, 1984)인데 이것은 작업부하 차원을 다섯 가지로 구분한다. 시각, 청각, 운동 감각성, 인지 및 정신운동이 그것이다. ... (생략)
시뮬레이션 모델 [...] 예로 Siegel과 Wolf(1969)의 확률적 모델의 변형들이 있다.

2012년 1월 2일 월요일

인지공학: '인간-환경 상호작용'의 지능화

박창호 포함 10명, 2007, 인지공학심리학: 인간-시스템 상호작용의 이해, 시그마프레스

p.5
(생략) ... 인지공학이란 용어는 D. A. Norman이 1981년 심성모델(mental models)에 대한 간단한 논문에서 인지심리학이 일반 제품 공학에 적용될 수 있는 가능성과 필연성을 제안하면서 인지심리학자들의 관심을 끌기 시작했다. 그리고 이러한 관점은 1986년 Norman과 Draper가 엮은 『사용자 중심 시스템 설계(User Centered System Design)』라는 책에서 광범위한 영역들에 걸쳐 논의되고 있다. 한편 Rassmussen 역시 같은 해에 『정보처리와 인간-기계 상호작용: 인지공학적 접근(Information Processing and Human-Machine Interaction: An approach to Cognitive Engineering)』이라는 책에서 지식표상, 인지적 분석, 인간의 실수 등의 중요한 인지공학적 문제들을 다루고 있다. Norman 등의 관점은 인간의 인지 쪽에 더 많은 강조점을 둔 데 비해, Rassmussen은 시스템 공학적 적용에 더 많은 무게를 실어 주고 있다는 점에서 다르다.

Norman이 인지공학이라는 용어를 제안하던 1981년은 아직은 컴퓨터가 오늘날처럼 우리들의 사무실과 안방을 점령하지는 못했던 시절이다. Norman 역시 인지공학의 대상을 일반적인 기계 시스템으로 간주하고 있었다. 반도체와 컴퓨터 관련 기술 발전의 속도가 엄청나게 빨라지면서 어디에나 컴퓨팅 기술이 적용되는(ubiquitous computing) 시대가 그들의 생각보다도 더 빠르게 도래하게 되었다. 인간-기계 상호작용은 급속도로 인간-컴퓨터 상호작용으로 대체되기 시작하였다. 이전의 인간-기계 상호작용 연구에서의 사용자 중심성(user-centeredness)의 중심 개념은 기계 조작의 용이성이었다. 즉, 인간의 감각과 지각 특성에 어울리고 인간의 운동 수행 특성에 어울리는 기계 시스템의 설계가 그 목적이었다. 그리고 이러한 연구들은 주로 감각 및 지각 그리고 운동 수행과 관련된 인간공학적 연구들이 중심이 되었다. 그러나 인간을 둘러싼 대부분의 환경 속으로 지능적 계산 능력들이 구현되어 내재되면서부터는 의사소통, 추리, 추론, 문제해결, 학습 등의 정보처리 과정으로서의 인간의 상위 인지과정에 대한 특성들을 고려하지 않고는 인간을 둘러싼 환경에 지능적 능력을 부여할 수 없게 되었다. 인지공학 출현의 필연성은 여기에 있다. 즉, 인간의 인지과정에 대한 연구 및 그 결과를 공학적으로 적용할 필요와 새로운 개념의 인간 친화적 정보산업을 위해 인간의 인지과정에 대한 정보처리적 관점 도입의 필요가 인지공학이라는 새로운 학문 분야를 창출하게 된 것이다.

p.6-7
(생략) ... 인지과학자들의 주된 관심은 바로 모든 지능적 체계(intelligent system)의 지능적 활동에 있다. '지능'이란 개념은 '환경에의 적응 능력'이라는 부분적 정의를 포함하며, 이러한 적응 능력은 학습이 가능한 유기적 체계에서만 가능하다. 따라서 '앎'의 과정은 '앎'의 주체인 인간과 그를 둘러싼 환경과의 상호작용 과정 동안 발생하는 것이며 결과적으로 인간과 컴퓨터를 포함하는 지능적 시스템의 지능적 수행은 환경과의 상호작용을 포함하게 된다. 여기에서 환경이란 자연 환경뿐만 아니라 사회·문화적 환경 그리고 인간이 만들어 놓은 각종 인공물들(기계, 도구뿐만 아니라 건물과 도로망 그리고 각종 사회간접자본까지를 포함), 최근에는 각종 통신 및 컴퓨터 네트워크로 구성되는 가상환경까지를 포함한다. (생략)

p.8
(1) 인간공학
(생략) ... 인간공학의 연구 분야는 크게 세 가지의 범주로 분류된다. 첫째는 인간의 신체와 관련된 신체인간공학(physical ergonomics)으로, 생체측정(anthropometrics), 생체역학(biomechanics) 및 산업안전 분야를 포함한다. 둘째는 인지적 인간공학(cognitive ergonomics)으로 인간수행이론(human performance theory), 공학심리학(engineering psychology), 행동결정이론(behavioral decision theory) 등을 포함한다. 세 번째 범주는 거시적 인간공학(macroergonomics)으로 시스템 이론, 조직심리학 등을 포함한다. 이러한 연구 분야들을 통해 알 수 있듯이 인간공학은 의학, 생물학, 환경공학, 시스템 제어 공학, 작업방법 연구, 산업디자인, 실험심리학 등의 다양한 인간 관련 학문 분야들에 기초한다. 특히 실험연구 및 평가 측정 방법에 있어서는 실험심리학의 방법론으로부터 많은 영향을 받았다. ... (생략) ... 그러나 인간공학이 실제 관심을 갖는 인간 요인은 관찰 가능한 인간의 행동 및 수행이다. 근전도(EMG)나 피부전기반응(GSR), 심박률(HR), 뇌파(EEG) 생체반응들이 간접적인 피로나 긴장 등의 상태 특성 지표로 사용되기도 한다. ... (생략)

p.10-12
(2) 인지공학의 필요성
인지적 도구의 출현 ... (생략) ... 컴퓨터는 이제 인간의 육체적 행동 수행을 대신해주는 기능적 도구(functional tools)가 아니라 인간의 인지 또는 정보처리를 대신해 주는 인지적 도구(cognitive tools)가 되었기 때문이다.
지능화된 기계 ... (생략)
인지적 인터페이스 ... (생략) ... 유무형의 시스템을 설계하는 작업은 인간의 지식과 기술을 시스템 속에 분산시키는 작업으로 간주할 수 있다. 이 과정은 다양한 감각 입력 양식과 정보처리 양식을 지닌 사용자들과 그들이 상호작용할 제한적인 지능적 대행자를 설계하는 과정이다. 사용자들의 감각 및 지각 등의 낮은 수준의 정보처리 특성은 물론, 의사소통, 문제해결, 추론과 추리 등의 상위 정보처리 특성들에 대한 이해와 규명이 선행되어야 함은 물론이며, 사용자들의 개인 특성에 따른 정보처리 양식 특성들에 대한 이해 역시 필요하다. 한편으로 목표 시스템이 수행해야 할 기능 행위 위계와 사용자의 상호작용 행위 위계를 포함하는 상호작용 모델이 필요하다. ... 이는 인간의 상위 인지과정에 대한 이론에 기초해야 한다.
분산되고 확장된 인지 ... (생략) ...
인지적 환경과의 지능적 상호작용 ... (생략) ... 모든 종류의 소프트웨어들은 사용자의 인지적 작업을 대신해 주는 인지적 도구의 역할을 한다. 사람들은 다양한 지능적 작업을 이러한 인지적 도구들을 이용해 머리 밖 세계에 분산시켜 놓고 효율적으로 활용할 수 있다. 이러한 인지적 도구들의 사용 편의성을 결정하는 것은 인터페이스의 표면적 특성도 중요하겠지만, 그 자체보다는 사용자가 그 소프트웨어를 이용하여 수행하려고 의도하는 작업 자체의 표상과 소프트웨어에 내재된 작업 표상 그리고 이들 두 표상을 연결시키는 인터페이스 표상의 효율성(또는 지칭의 효율성) 등이다. 컴퓨팅이 내재하고 있는 인지적 도구들의 설계의 핵심은 표면 표상 특질에 의해서 결정되는 지각적 수준의 행동유도성뿐만 아니라 사용자의 내적 표상과 시스템의 내재적 표상을 연결하는 표상유도성이다. 결국 인지공학은 컴퓨팅이 내재하는 모든 인지적 도구와 인지적 환경 그리고 인간 간의 상호작용을 지능화시키는 것을 목적으로 한다. 이러한 점이 인간-기계 시스템의 수행 중심의 효율화를 목적으로 하는 인간공학과 다른 점이다.

p.15
(생략) ... 인지시스템공학(cognitive system engineering)은 인간과 작업을 연결해 주는 인터페이스의 설계에 관심을 갖고 이러한 설계 과정 상에서 사용자의 인지적 특성을 고려하겠다는 입장이다. 이때 고려되는 사용자의 인지적 특성은 첫째로는 신호 탐지, 분류와 패턴 재인 등을 포함하는 지각적 입력 과정이며, 둘째는 의사결정 과정이나 문제해결 과정과 기억과 같은 인지처리 과정이고, 셋째는 지각과 운동의 협응(coordination) 과정이다. 인지시스템공학은 기계 및 작업시스템, 일상용품, 작업 공정 및 환경에 영향을 주고 또 영향을 받는 지식과 관련된 모든 인간 활동에 대한 학문이라는 점이다.

p.16
(생략) ... 사회·인지시스템공학(socio-cognitive engineering)과 같은 연구 분야도 나타나게 된다. 사회·인지시스템공학의 주된 관심사는 비즈니스 및 정부, 사회조직 등에 대한 사회·인지적 지식과 통제제어 지식, 분산 인지 추론에 근거한 동기, 선호, 위험과 이득의 판단, 개인 또는 집단의 인지적 의사결정, 인간-컴퓨터시스템 간의 인간과 컴퓨터의 역할 분담, 인간의 추론 오류, 사회·인지적 사용성, 전자기업에서의 인간 요소 등이다.
(생략) ... 이제 시스템을 설계하는 디자이너들이 끊임없이 부딪히는 질문은 '인간의 인지적 수행을 효율적으로 지원해 주기 위해서 이러한 새로운 기술들의 인지적 대행 능력을 어떻게 배치하고 조합해야 할 것인가?' 라는 것이다. 이에 대한 대답이 바로 '인지공학'인 셈이다.

p.17
인지공학의 인지모델
D. A. Norman (1983)
목표기계(target system) : t
디자이너의 개념모델(conceptual model) : C(t)
사용자의 심성모델(mental model) : M(t)
사용자의 심성모델에 대한 인지공학자의 개념적 모델 : C(M(t))

(생략) ... 사용자가 그 기계를 배우고 사용하기 힘든 이유는 사용자의 심리적 모델 M(t)와 디자이너의 개념모델 C(t) 사이의 간격이 크기 때문이며 가장 이상적인 사용자-기계 상호작용의 결과는 사용자의 M(t)가 디자이너의 C(t)와 동일해지는 것이며, 사용자-기계 상호작용을 연구하는 인지공학자의 목적은 사용자의 M(t)에 가장 근접하는 일반적 C(M(t))를 구성하는 것이다. 그리고 디자이너가 해야 할 일은 인지공학자가 구성하는 일반적 C(M(t))를 기초로 하여 사용자로 하여금 제작자 자신의 C(t)에 가까운 M(t)를 구성할 수 있도록 기계 자체에 충분한 상호작용 환경을 구현해 주는 것이다.

p.18
Card 등(1983)은 사용자-컴퓨터 상호작용 과정을 GOMS(Goal, Operations, Methods, Selection rules) 모델로 기술하고 있다. 그들은 인간-기계 상호작용을 인간의 문제해결 과정으로 보고 문제해결의 알고리즘을 적용시켜 나간다. ... (생략)

Rassmussen(1986)은 인간-기계 시스템에서 인간을 시스템의 중요한 구성요소로 간주해야 함을 역설하고, 최적의 인간의 행동에 대한 모델을 구성하고자 한다. 그는 특히 구체적인 과제 수행을 인간을 통해서 본 환경의 조작 과정으로 모델링하고자 하였다. ... 이러한 관점은 바로 Newell과 Simon(1972)의 'production system'으로서의 문제해결 모델에 영향을 받고 있다. 그는 '수단-목적' 관계 분석에 기초한 목적과 관련 기능들 간의 추상적 수준 모델을 정하고 특정 과제 수행과 관련된 인간 행동에 대한 과정 모델을 만들고자 하였다. 이러한 과정 모델에는 심적 과정의 기반이 되는 구조, 요컨대 내적 혹은 심적 모델 그리고 심적 과정이 다루게 되는 데이터의 종류 그리고 심적 과정의 제어에 사용되는 규칙이나 전략 등이 포함되어 있으며, 특히 인간이 범하는 '에러'에 대한 모델링을 통해 인간의 능력의 한계를 반영하고 있다. Rassmussen에게 있어서 '인지'는 인간 행동을 촉발하거나 결정하는 가장 중요한 요소이지만 모델 자체는 문제해결 행동으로서의 과제 수행에 개입하는 '인지'이다.

p.19
인지공학의 학문적 특성
(생략) ... 인간의 수행을 지원하기 위한 시스템 설계를 위한 원칙, 방법론, 도구 개발을 위한 학제적 접근이다(Norman, 1981; Woods & Roth, 1988a)
(생략) ... 인지공학은 복잡도가 높은 세계에서의 인간 행동에 대한 연구이다
(생략) ... 인지공학은 실험실을 넘어 생활과 현장에 적용되는 학문이다
(생략) ... 인지공학은 적용되는 문제 영역에 대한 정확한 의미론적 분석을 포함해야 한다 ... (생략) ... 어떤 인지공학자가 사용성에 대한 동일한 인지공학적 원칙만을 적용하여 사용성을 분석한다면 그 분석은 타당성이 결여된 분석이 되고 만다. 이는 William James가 지적한 오류, 즉 심리학자가 지니는 심리학적 현실성을 마치 실제 어떤 문제에 부딪힌 당사자의 심리적 현실인 것처럼 착각하는 오류와 유사하다. 이러한 오류를 피하기 위해서는 인지공학자는 당면한 문제 분야 종사자들이 지금까지 해 온 방식이 나름대로 합리적일 수 있다는 가정과 이러한 방식이 해당 문제 환경이 요구하는 제약 조건들을 어떻게 충족시켜 왔는지를 이해하는 것부터 작업을 시작해야 한다.
(생략) ... 인지공학은 인지시스템에 대한 연구이다

p.26
(생략) ... 문제의 표상 방식이 그 문제의 해결에 요구되는 인지적 작업 자체에 영향을 준다는 것은 이미 '표상 효과(representation effect)'라 하여 잘 알려진 과학적 사실이다(Zhang & Norman, 1994; Norman, 1993). ... (생략)

p.28
Norman(1986,1988, 1993)의 사용 행위 수행 과정 모델




p.34
(생략) ... 그러나 인간은 현생 인류의 출현 이래 수만 년을 아날로그 환경에서 살아온 아날로그적 존재(analog beings)이며 아날로그적 욕망을 지니고 살아가고 있다. 컴퓨터가 일반 대중들의 책상 위에 올라 앉아 하나의 환경이 되기 시작한 것은 불과 20여 년 전에 불과하다는 점을 고려할 때, 아날로그적 인간을 디지털 도구들에 맞추도록 강요하고 있는 현재의 디지털 테크놀로지의 무례와 무리는 지나칠 정도이다. (생략)

p.36-37
(생략) ... 인간의 인식이 감각과 지각의 범위와 그 구조에 의해 제약을 받는 것과 마찬가지로 평면 모니터의 제한적인 특성들은 digital beings의 인식 구조를 제약한다. 한편으로 인간의 팔/다시의 운동 구조와 Kant가 '밖으로 내민 뇌'라고 부른 손 그리고 음성을 낼 수 있는 발성기관은 세상을 조작하거나 세상과 상호작용하는 방식을 결정하면서 인간의 사고에 영향을 주듯이, 자판 입력 방식이나, 현재의 포인팅 장치, 빈약한 음석 인식 장치들은 digital beings의 사고방식을 제약한다. 우리가 이야기해야 하는 사용자 인터페이스(user interface)의 '사용성(usability)' 이란 다름아닌 digital beings와 디지털 세계와의 인터페이스의 효율성을 의미하는 셈이다. (생략)


2011년 12월 25일 일요일

점프 투 파이썬 (Jump to Python)

2012년 1월 9일부터 <Python Geospatial Development>이라는 책을 보기로 했다. 그 전에 <점프 투 파이썬(Jump to Python)>을 간단히 보고 넘어가기로 했다. 정확히 2주 남았다. 1주일은 ~p.215에 투자하고 나머지에 1주일을 해야겠다.

파이썬(Phthon)의 사전적인 뜻은 고대 신화 속의 파르나수스(Parnassus) 산의 동굴에 살던 큰 뱀으로서, 아폴로가 델파이에서 파이썬을 퇴치했다는 이야기가 전해지고 있다.
박응용, Jump to Python, p.12

2011.12.25 - p.1~p.49
파이썬으로 할 수 없는 일
파이썬으로 도스나 리눅스 같은 운영체제, 엄청난 횟수의 반복과 연산을 필요로 하는 프로그램 또는 데이터 압축 알고리즘 개발 프로그램 등을 만들기는 어렵다. 즉, 대단히 빠른 속도를 요구하거나 하드웨어를 직접 건드려야 하는 프로그램에는 어울리지 않는다.
Jump to Python, p.17

2011.12.26 - p.50~