상황인지 효율증대를 위한 무인항공기 GCS Interface 설계

Abstract

기술 발전으로 인해 4차 산업혁명으로 관심이 고조 되었던 무인항공기는 상용화를 위해 다양한 환경, 목적에 맞게 지속적인 연구가 진행되고 있다. 무인항공기를 사용하는 목적과 활용방안이 넓어질수록 무인항공기의 운용을 위한 운용자의 요구 능력은 높아지고 있다. 무인항공기를 제어하고 운용자에게 운용을 위한 정보와 커맨드를 제공하는 GCS(Ground Control System) Interface는 무인항공기 사용목적에 따라, 개발 회사에 따라 모두 다르기 때문에 운용자는 무인항공기의 운용 목적, 활용 방법 등에 따라 각기 다른 GCS(Ground Control System) UI(User Interface)를 숙지하고 있어야 한다. 사실상 각기 다른 GCS 인터페이스 구성을 모두 파악하고 익숙하게 운용하기 쉽지 않다. 그로 인해 운용자는 익숙치 않은 인터페이스를 통해 운용을 하게 되어 임무 부하가 발생하거나, 운용 미숙으로 사고가 발생할 수 있다. 무인항공기 산업은 무인항공기에 대한 연구뿐만 아니라 그와 함께 연관된 기술들도 함께 지속적으로 연구 개발 되어야 한다. 이를 위해 운용자에게 친숙하고 쉽게 상황 정보를 인지할 수 있도록 인간친화적 설계를 통해 GCS 인터페이스가 전달하고자 하는 정보를 정확하고 명확하며, 신속하게 인지할 수 있으며, 그로 인해 운용자의 임무 부하를 낮추고, 운용미숙으로 인한 사고를 방지할 수 있는 보다 직관적인 운용이 가능한 무인항공기 GCS 인터페이스를 설계하고자 하였다. 무인항공기의 임무 수행 시 인터페이스로부터 정보를 습득하여 상황인지의 효율을 증대하기 위해서 항공관련 종사자를 통해 ‘사용자의 요구사항’을 분석한 후, 이를 토대로 ‘초기설계 요구사항’을 통해 GCS 인터페이스의 필수적인 구성요소를 분류하고, 인간공학적 표준 및 지침 요구사항을 통해 요구사항을 충족하는 GCS 인터페이스의 설계하였다. 설계한 GCS 인터페이스의 효율성 검증을 위해 설문조사 시행하였으며, 이를 통해 IPA 분석을 수행하였다. 또한 설계한 GCS 인터페이스를 바탕으로 인터페이스를 이루는 구성요소의 위치를 변경하여 화면 배치에 따른 상황인지 효율성을 분석하기 위한 실험을 수행하였다. 실험은 시뮬레이션 환경을 통해 각각의 화면 배치별 사용자의 시선경로를 추출하기 위해 Eye Tracker를 사용하여 Gaze Point를 수집한 후 이를 통해 Gaze Path를 추출 및 분석하여 가장 최적의 구성요소 화면 배치방법을 파악하였다. 이를 통해 추후 무인항공기 제어를 위한 GCS 인터페이스 뿐 아니라 무인자동차, 무인수상정등 다양한 도메인의 제어를 위한 인간친화적 관점에서의 인터페이스 설계에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.