숙련도와 상황복잡성 및 이차과제 수준에 따른 운전자의 시각탐색전략 차이

Abstract

본 연구는 숙련도와 상황의 복잡성, 그리고 이차과제의 수준에 따라서 시각탐색 전략에 차이가 있는지를 알아보고, 이러한 요소들의 상호작용하여 나타나는 차이를 밝히는 데에 그 목적을 두고있다. 이를 위하여 초보자와 숙련자 각각 10명씩 총 20명의 피험자가 실험에 참여하였다. 모든 피험자는 시뮬레이션 운전 상황에서 운전을 수행함과 동시에 수리적인 이차과제를 수행하였다. 이때 운전상황은 도로상황의 복잡성에 따라 두 가지 수준으로 제시되었으며, 수리적인 이차과제는 과제의 제시여부와 난이도에 따라 세 가지 수준으로 제시하였다. 실험을 위해서 차량 시뮬레이션 시스템, 안구 움직임 기록 장치, 비디오 카메라와 소형마이크를 사용하였으며, 측정된 자료는 이차과제의 수행력, 운전수행력, 시각탐색전략으로 구분하여 분석하였다. 이차과제의 수행력은 수리적인 이차과제에 대한 정답률로 측정하였고, 운전수행력은 편측거리편차로서 살펴보았으며, 시각탐색 전략은 전체 시선고정시간, 전체 시선고정빈도, 평균시선고정시간, 영역간 시선이동빈도, 영역별 시선고정빈도, 시선고정위치(영역별 시선고정시간, 영역별 평균시선고정시간)로 살펴보았다. 이러한 변인에 대하여 숙련도와 도로의 복잡성, 그리고 이차과제의 수준에 따른 차이를 분석하기 위하여 도로의 복잡성과 이차과제의 수준이 반복 측정된 삼원분산분석(3way- ANOVAwith repeated measure on the last two factors)과 도로의 복잡성과 이차과제의 수준 및 영역이 반복 측정된 사원분산분석(4-way ANOVA with repeated measure on the last three factors)를 실시하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 이차과제의 수행력은 운전상황의 복잡성과 이차과제의 수준이 높아질수록 감소하였으며 둘째,운전수행력을 평가하기 위한 편측거리편차는 운전상황의 복잡성에 따라서는 증가하였으나 이차과제의 수준에 따라서는 감소하였다. 셋째, 각 조건별로 분석한 시각탐색전략에 대하여 전체 시선고정시간은 이차과제의 수준이 높아짐에 따라 감소하였고, 평균시선고정시간은 숙련도와 도로의 복잡성 및 이차과제의 수준에 따른 상호작용이 나타났다. 또한 영역간 시선이동빈도는 이차과제의 수준이 높아짐에 따라 감소하였다. 넷째, 각 영역별로 분석한 시각탐색전략에서 영역별 시선고정빈도는 이차과제의수준이 높아짐에 따라 초보자는 가까운 영역에 대하여 증가하였으나 숙련자는 큰 변화가 나타나지 않았으며, 운전상황의 복잡성이 높아짐에 따라 숙련자는 먼영역에서의 시선고정빈도가 증가하였고, 초보자는 가까운영역에서의 시선고정빈도가 증가하였다. 영역별 시선고정시간은 이차과제의 수준에 따라 먼영역에서는 감소하고 가까운 영역에서는 증가하였으며, 숙련자는 운전상황의 복잡성이 높아질수록 먼영역에 대하여 증가하였으나, 초보자는 가까운영역에 대하여 증가하였다. 그리고 영역별 평균시선 고정시간은 이차과제의 수준이 높아짐에 따라 감소하였고 숙련자는 먼영역에 대하여 가장 높게 나타났으나, 초보자는 가까운 영역에 대하여 가장 높게 나타났다. 이러한 결과를 종합해 보았을 때 숙련자는 초보자보다 짧은 시선고정시간과 먼영역에 대한 시선고정이 나타났으며, 상황에 따른 다른 시각탐색전략을 사용하며, 초보자는 숙련자보다 긴 시선고정시간과 가까운영역에 대한 시선고정이 높게 나타남을 알 수 있으며 결론적으로 숙련도와 상황복잡성, 이차과제수준이 상호작용하여 시각탐색에 영향을 주는 것으로 나타났다.;The purpose of this study is to examine whether there is differences in a strategies for visual search according to skill level, situational complexity, and secondary-task level, and to clarify difference, which is shown by interaction in these elements. For this, totally 20 subjects participated in experiment by 10 people, respectively, in novice and experts. All the subjects performed the mathematically secondary task, simultaneously with performing driving in a simulation driving situation. At this time, the driving situation was suggested with 2 levels according to the complexity in the road situation. The mathematically secondary task was suggested with 3 levels according to the appearance of proposing task and to the difficult level. For experiment, it used vehicle simulation system, eye movement recorder, video camera, and small-sized microphone. The measured data was analyzed by being divided into the performance ability in the secondary task, performance ability in driving, and strategies for visual search. The performance ability in the secondary task was measured with correct-answer ratio to the mathematically secondary task. The performance ability in driving was examined with lateral-distance deviation. A strategies for visual search was examined with total fixation duration, totally fixation movement frequency, average fixation duration, fixation movement frequency between spheres, number of fixation by sphere, and fixation location(fixation duration by sphere, average fixation duration by sphere). To analyze difference according to skill level, complexity in road, and secondary-task level on these variables, it carried out 3-way ANOVA with repeated measure on the last two factors, in which the complexity in road and the secondary-task level were measured repeatedly, and 4-way ANOVA with repeated measure on the last three factors, in which the complexity in road and the secondary-task level and sphere were measured repeatedly. The results are as follows. First, the performance ability in the secondary task reduced more in the higher task complexity and secondary-task level. Second, the lateral-distance deviation for evaluating the performance ability in driving increased according to complexity in task, but reduced according to secondary-task level. Third, as for a strategies for visual search, which was analyzed by each condition, the total fixation duration reduced according to the higher secondary-task level. The average fixation duration was shown interaction according to skill level, complexity in road, and secondary-task level. Also, the fixation movement frequency between spheres reduced according to the higher secondary-task level. Fourth, in a strategies for visual search, which was analyzed by each sphere, the number of fixation by sphere increased for the closer sphere in the novice, but wasn't shown big change in the expert according to the higher secondary-task level. According to the higher task complexity, the expert was increased the number of fixation in the distant sphere. The novice was increased the number of fixation in the close sphere. Fixation duration by sphere reduced in the distant sphere and increased in the close sphere according to secondary-task level. The expert was increased for the distant sphere in the more higher task complexity. However, the novice was increased for the close sphere. And, the average fixation duration by sphere reduced according to the higher secondary-task level. The expert was indicated to be the highest for the distant sphere. However, the novice was indicated to be the highest for the close sphere. Given synthesizing these results, the expert was indicated to have the shorter fixation duration than the novice, to have fixation on the distant sphere, and to use a strategies for visual search according to situation. The novice can be known to be indicated to have the longer fixation duration than the expert, and to have high fixation duration on the close sphere. In conclusion, skill level, situational complexity, and secondary-task level were indicated to have influence upon a visual search by being interacted.