극한 고소 체험이 심박수와 자세 흔들림에 미치는 영향

초록

본 연구는 가상현실(VR) 환경에서 높이, 이동하는 구조물 빔, 그리고 개인의 공포 수준이 심박수와 정지 자세 시의 중심압력(COP) 변동에 미치는 영향을 실험적으로 조사하였다. 12명의 대학생을 대상으로 높이 유무, VR 착용 여부, 빔의 이동 여부 등 네 가지 조건을 조합한 실험을 수행했으며, 결과는 고소가 자세 흔들림을 증가시키고, 자기보고된 공포는 오히려 흔들림을 감소시키는 반면, 이동 빔은 심박수를 유의하게 상승시킨다는 것을 보여준다.

상세 분석

이 논문은 건설 현장 작업자의 추락 위험을 감소시키기 위한 사전 교육 도구로서 VR을 활용한 실험 설계를 제시한다. 실험은 12명의 건강한 대학생(남녀 고루)에게 네 가지 독립 변수(높이, VR 착용, 이동 구조물 빔, 공포 수준)를 조합한 8가지 시나리오를 적용하고, 각 시나리오에서 20~30초 동안 정지 자세를 유지하도록 하였다. 측정된 종속 변수는 심박수(HRM)와 중심압력(COP) 기반 자세 흔들림 지표(총 이동 거리 TE, RMS, 최대 진폭 Max, 피크‑투‑피크 PP)이다.

통계 분석은 Anderson‑Darling 검증을 통해 정규성을 확인한 뒤, 짝지은 t‑검정을 사용하였다. 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 고소 상황에서 TE가 유의하게 증가했으며(p = 0.004), 이는 시각적 고소 자극이 전정·체감 수용체와의 통합에 혼란을 주어 자세 제어를 약화시킨다는 기존 연구와 일치한다. 둘째, 자기보고된 공포 점수가 높은 참가자는 TE가 감소했는데(p = 0.00005), 이는 ‘공포가 자세를 고정시키는’ 현상으로 해석될 수 있다. 공포에 의해 근육 긴장이 증가하고, 의식적인 자세 유지 노력이 강화되어 흔들림이 억제된 것으로 보인다. 셋째, 이동 구조물 빔이 나타났을 때 심박수가 평균 10 % 상승했으며(p = 0.00005), 이는 위협 인지에 따른 교감신경 활성화의 직접적인 증거이다. 흥미롭게도, 빔이 실제로 충돌하지 않음에도 불구하고 ‘접근’이라는 시각적 자극만으로도 심박수 변동이 일어났으며, 이는 VR 기반 위험 인식 훈련의 효과성을 시사한다.

성별 차이에 대한 부가 분석에서는 남성보다 여성의 HRM이 전반적으로 높았으며(p < 0.01), 이는 여성의 공포 민감도와 연관될 가능성이 있다. 또한, AQ(공포증) 점수가 높은 그룹은 HRM과 RMS 모두에서 유의한 상승을 보였지만, TE와 같은 자세 지표에서는 뚜렷한 차이가 없었다. 이는 공포가 심박수와 근육 긴장은 증가시키지만, 실제 자세 제어 메커니즘에는 복합적인 영향을 미친다는 점을 강조한다.

연구의 제한점으로는 표본 규모가 작고, 모두 대학생이라는 점, 실제 현장 작업자의 체중·장비·작업 동작을 반영하지 못했다는 점을 들 수 있다. 또한, Fitbit Versa를 이용한 심박수 측정은 정확도에 한계가 있으며, 실험 중 움직임 제한이 과도하게 엄격해 실제 작업 상황과 차이가 있다. 향후 연구에서는 현장 근로자를 대상으로 하여 무게·작업 도구·다양한 고소 높이를 포함한 다변량 설계를 제안한다.

전반적으로 이 논문은 VR과 이동 구조물 빔을 결합한 시뮬레이션이 고소 공포와 자세 불안정을 동시에 유발하거나 억제할 수 있음을 실증적으로 보여준다. 이는 신입 철골 작업자를 대상으로 한 위험 인지 훈련 프로그램에 적용될 수 있으며, 고소 상황에서의 시각·청각·촉각 통합 자극을 설계함으로써 실제 현장 사고를 예방하는 데 기여할 수 있다.