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자율주행 차량 내 탑승자를 위한 NUI 콘텐츠 제어 시스템

글 : 이정현 (차세대융합기술연구원) / ljhjemma@snu.ac.kr

조회수125

1. 개발 배경 및 목적

자율주행 기술의 발전으로 차량은 단순 이동 수단을 넘어 탑승자를 위한 개인화된 콘텐츠 감상 및 정보 탐색의 공간으로 전환되고 있다. 특히 운전 개입이 최소화됨에 따라 차량 내 비운전 활동(Non-Driving Related Task, NDRT)이 증가하고 있다. 차량은 단순 이동 수단을 넘어 개인화된 콘텐츠 감상과 정보 탐색의 공간으로 전환되고 있으며, 기존 버튼·터치 기반 인터페이스는 몰입을 방해하고 직관성이 부족하다는 한계가 있다. 본 시스템은 이러한 제약을 극복하고 비운전 활동(NDRT) 상황에서의 사용 편의성을 높이기 위해, 탑승자의 신체 동작과 음성을 매개로 하는 NUI(Natural User Interface) 기반의 지능형 멀티모달 콘텐츠 제어 시스템을 개발하는 것을 목적으로 한다.


2. 시스템 개요

본 시스템은 실제 미니밴 도어를 활용한 이동형 시제품에 소프트웨어를 통합하여 구현한 동작 가능한 프로토타입이다. 주요 구성은 다음과 같다.



3. 핵심 기술 차별점

본 시스템은 탑승자가 투명 OLED 스크린을 통해 시각적으로 표출되는 GUI 터치 인터페이스와 음성·제스처 입력을 상황에 맞춰 자유롭게 선택·제어할 수 있도록 유기적 연동 환경을 제공하며, 다음과 같은 기술적 차별점을 가진다.



LLM 기반 자연어 해석: 본 시스템은 단순 키워드 매칭이 아닌 의미 기반 자연어 이해(NLU)를 적용하였다. 사용자의 발화 생략이나 감탄사 등 불필요한 요소를 무시하고 정형화된 형식을 출력하도록 시스템 프롬프트를 설계하였다. 이를 통해 "이순신 영상 보여주고 볼륨 70으로 맞춰줘"와 같은 탑승자의 비정형 복합 명령도 정형화된 형태의 데이터 파이프라인으로 실시간 변환하여 처리하였다.

사용자 정의 제스처: 기존 제조사 및 공급자 중심의 일방적인 사전 정의 방식에서 벗어나, 사전 사용자 조사와 실험을 통해 직관성과 수행 용이성을 검증한 6가지 핵심 제스처 세트를 적용하였다. 이를 통해 Palm Forward(재생/일시정지), Fist and Drag(볼륨 및 탐색 조절), Palm to Fist(영상 종료) 등의 동작을 정확히 감지하며 시스템의 오조작률을 최소화하였다.

- 멀티모달 통합 및 입력 우선순위 전략 체계: 음성, 제스처, 터치 인터페이스를 통해 입력되는 탑승자의 서로 다른 명령을 모두 동일한 표준 명령어 프로토콜로 단일화함으로써 동시 입력에 따른 시스템 충돌을 완벽히 방지하였다. 더불어 조작 메뉴 및 탑승 상황에 맞춘 입력 우선순위 전략(콘텐츠 제어 시 터치 우선, 비상 상황 시 음성 우선 등)을 독창적으로 바인딩하여 시스템의 신뢰도를 향상시켰다.

투명 OLED 기반 몰입형 UX: 주행 중 실외 풍경을 확보할 수 있는 차세대 디스플레이인 30인치 투명 OLED를 활용하여, 차량 외부 시야를 유지함과 동시에 디스플레이 전면에 관련 콘텐츠와 주변 장소 정보를 자연스럽게 가시화하는 오버레이 인터페이스를 구현하였다. 이를 통해 주행 여정과 연계된 높은 차원의 사용자 경험(UX)을 실현하였으며, 향후 실차 AR(증강현실) 기반 안내 시스템으로의 높은 기술적 확장성을 확보하였다.


4. 사용성 평가 결과
실제 미니밴 도어 시제품 환경에서 사용자 평가를 실시하였으며, 결과는 다음과 같다.


5. 활용 방안 및 기대효과
- 자동차·모빌리티 서비스: 자율주행 차량 내 탑승자 경험(In-Vehicle Experience)을 개선하는 차량 인포테인먼트 제어 시스템에 직접 탑재 및 상용화가 가능하다.
- 개방형 실증 실험 플랫폼 확장성: 일회성 기술 데모에 그치지 않고, 탑승자의 음성·제스처·터치 상호작용 데이터와 에러 플로우를 실시간으로 수집하고 분석할 수 있는 환경을 제공한다. 모듈화 설계된 하드웨어 및 소프트웨어 인터페이스 아키텍처는 향후 지능형 키오스크, 스마트 미디어, 가상현실(AR/VR) 제어계 등 다양한 HCI(인간-컴퓨터 상호작용) 실증 실험 플랫폼 도구로 응용이 가능하다.
- 교통 접근성 및 사회적 효과: 터치 스크린 접근이 어렵거나 신체적 제약이 있는 고령자, 장애인 등 교통 약자에게 직관적인 비접촉식 음성 및 제스처 인터페이스를 제공한다. 이를 통해 미래 공공 교통 서비스 및 공유 모빌리티 도입 시 탑승자 간 디지털 격차를 해소하는 실질적인 사회적 가치를 창출할 수 있다.
- 차세대 HCI 연구 기반 구축: 구조화된 정형 명령어 처리 파이프라인과 상황 적응형 입력 우선순위 체계를 통해 구축된 멀티모달 데이터 세트는 향후 국내 인포테인먼트 인터페이스 기술의 가이드라인 수립 및 표준화 연구를 위한 정량적 기초 자료로 활용될 수 있다.

· 본 연구는 문화체육관광부 및 한국콘텐츠진흥원의 2024년도 문화기술 연구개발사업으로 수행되었음(과제명 : 모빌리티 내 탑승자 문화콘텐츠 향유를 위한 신기술 융합 콘텐츠 기반 UX서비스 기술 개발, 과제번호 : RS-2024-00441262).

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